虚拟现实

作为电网中承担电能转换和再分配任务的关键节点，变电站对电网安全、健康、经济运行起着不可或缺的作用。变电站关键作用的发挥离不开变电运维工作的开展。同时介绍了变电运维在电气工程专业人才培养、电力员工培训中的作用，新时期对变电运维培训需求以及虚拟现实应用于变电运维的探索等。未来，在新时期的变电运维培训工作中，要树立运维人员先进的思想观念，加强对智能变电站的学习，掌握应用最先进的智能技术，实现智能变电站安全精益运维。

随着计量采集技术的不断发展，需要不定期的对计量采集人员进行培训。计量采集专业对员工的培训方式，仍为传统的课堂教学及实训模式。培训受人员、场地、时间、教练等各种因素的影响。这种传统的培训模式存在诸多问题，例如培训过程无法实现本质化安全；培训方法过于单一，学员学习兴趣不强；学员的训练次数受耗材成本制约，培训效费比不高等等；在鉴别培训人员的技术水平上，常规的纸质考试存在作聲、误判题目的情况，如何避免人工干预的间题也驱需解决。 虚拟现实（VR）技术作为新型的综合性信息技术，可为使用者营造犹如身临其境般的沉浸感，具体表现为高度仿真的视觉效果和交互操作体验，已被业界证明可在教学培训领域发挥巨大作用。 因此，石家庄公司在计量采集技能培训中引入虚拟现实（VR）技术，建设虚拟仿真培训系统。该系统突破了传统培训手段上的局限，降低了教学成本，提高了教学效益，促进电力技能培训走向现代化，同时为其他电力专业领域引入虚拟技术进行前期实践，积累了经验，进而为全面推进电力专业教育培训的科技实力和技术水平莫定了基础。

火电设备的检修维护是保障电站安全生产的关键环节，确保设备的检修质量是提高设备健康水平、保证安全、满发、经济运行的重要措施。因此，规范化的设备管理、标准化的设备维护和高效的人员培训机制是火电机组安全经济运行的主要因素。 目前在设备检修方面，几大集团的发电企业大部分没有自己的检修队伍，设备检修是通过外包给检修公司的方式运营，如何量化的监督检修公司的检修质量，成为确保设备检修质量的关键。在检修人员培训方面，基于仿真机的运行人员的培训方式已在电力行业推广普及，但目前国内外电站设备检修仿真培训方面仍处于空白。 针对发电企业存在的缺乏检修人员仿真培训、没有检修工艺标准等问题及需求，利用快速发展的虚拟现实及三维仿真技术，开发与之配套的火电设备标准化检修操作平台，为发电企业监管检修公司设备检修质量提供量化依据，为提升发电企业人员培训质量提供有效手段，也为实现数字化电站莫定基础。最终达到三维信息模型与生产、运营业务相融合，优化机组运行管理和设备检修管理，对提升检修技术人员的培训效果、规范设备检修过程管理、保障发电企业安全生产、提高企业决策效率具有重要现实意义。

本项目提出了一种全新的建模方法，操作更简单、效率更高，从根本上解决了电网三维建模生产效率低、生产周期长、技术要求高、模型质量不统一等问题，通过重复利用数宇化移交等成果资源库数据，提升了数据应用价值，避免了重复建设投入，降低了三维项目建设成本，为普及三维新技术应用，莫定了良好的基础。本项目成果创立了一套高密度点云多级索引工作机制，提高了点云数据处理效率。创建了变电站高密度点云多级索引、变电站设备符合度评价的作业方法和工作机制，提升了点云数据处理精度，提高了工作效率。提出了变电站标准模型编码机制，实现了标准模型库的科学管理。基于电网设备生产运行编码规则，制定了变电站设备标准模型编码体系，实现了电网三维标准模型库科学管理，提高了点云数据自动识别与拟合效率。发明了基于自适应形状匹配的点云识别与模型拟合算法，开拓了三维建模新方法。发明了基于自适应形状匹配点云识别与模型拟合算法，打破传统的三维模型构建方式，减少人工干预，提高生产效率和产品精度，降低变电站三维建模成本。引入了VR虚拟技术，增加了人机互动效果。采用Unity:3D仿真系统和虚拟现实硬件设备，提高了变电站三维场景的展示效果，支持了人机互动的漫游浏览、信息查询、环境模拟等功能。

该项目属水电数字仿真技术领域，是电力行业和虚拟现实的跨界技术创新融合与集成。项目针对水电行业大型设备复杂隐蔽性对设计制造、生产管理、运行检修维护和教育科研带来的痛难点问题，在水电设备数字化精确建模及处理、沉浸式虚拟仿真软硬件集成及应用、水电数字孪生等方面开展了研究，自主研发了基于沉浸式虚拟现实技术的智慧水电数字孪生仿真平台，建成了首套五面LED-CAVE沉浸式虚拟现实检修仿真平台。 项目成果形成电力行业检修仿真技术标准规范，填补了国内外技术空白，在水电行业生产，制造，高校，设计和科研等单位进行推广，应用于设备数字三维可视化、现场辅助检修及决策、运行维护自主检修、安全应急演练、员工培训评价、三维设计及人机功效分析等业务，具有非常高的经济社会效益，在电力行业智慧化数字化转型升级发展中具有广泛的应用前景和推广价值。

本项目成果实集成了基于虚拟现实的仿真实操培训，基于AR的工作辅助系统、无人机作业演练系统以及基于直播的工作辅助系统。本项目成果截止现在，系统已在广东电网公司阳江供电局、湛江供电局、云浮供电局、培评中心、东莞供电局、梅州供电局、清远供电局、中山供电局、惠州供电局、机巡作业中心应用。目前已组织开展30期培训，1000多人次。成果在数字中国建设成果展、改革开放40周年电力成果展、2018年全国输电新技术应用交流会暨EPTC第六届输电年会、中国电力科普日活动等6次大型活动进行展示，获得行业内外领导和专家的广泛认可。已获得国家发明专利10项，软著6项，部分成果具备成果转化和推广的技术保障。

5月22日，浙江杭州供电公司所属杭州市电力设计院员工在交互式自主智能三维设计平台上选择关键参数，点击预览后，平台一键生成了6个变电站设计方案。该设计平台还可以导出二维图纸、方案说明书和工程造价等。

本白皮书通过对工业互联网标识解析与虚拟现实产业概况、融合需求与价值、发展路径、应用前景等进行深入探讨，为读者呈现具有前瞻性、全景性的视野。希望本白皮书能够切实有效推动标识解析与虚拟现实产业融合发展，为企业创新技术发展提供依据，为业界研究人员、企业家和决策者提供有价值的参考和启发，开创标识解析与虚拟现实产业融合发展新时代。

本成果以国网公司《数字化转型发展纲要》为引领，以实现设备、作业、管理、协同“四个数字化”为目标，以智能化、网络化、数字化为导向，聚焦电网一张图、数据一个源、业务一条线，借助于大数据、人工智能、区块链、物联网、虚拟现实等技术，构建集管控、作业、培训、创新为一体的配网不停电作业数字化转型解决方案，科技赋能以现代智慧配电网为支撑，全面提升配网不停电作业数字化水平，汇报内容包括：方案背景、转型目标、关键举措、转型方案、转型成效、推进计划。

本项目整体研究成果打通了三维数字化技术在工程建设全流程中的应用通道，使得三维技术不仅仅提高工程的设计质量和设计效率，更在设计阶段即建立起一套服务于工程建设全流程的数据信息库，数据信息贯穿设计、建设、运行、维护直到退役，整个过程的三维模型数据不断扩充，涵盖了各阶段各单位在工程建设过程中产生的各种资料和数据内容，所有的数据信息多阶段、多环节、多部门共同维护和使用，最终实现工程建设原始数据、过程数据、管理数据等的全属性、全寿命工程数据数字化移交。本项目针对项目各阶段的应用，实现三维技术的创新与实现，利用多项自主知识产权的软件工具，实现三维设计平台中的构架集成设计、三维电气布置设计、主接线设计、防雷接地设计、材料自动统计、短路电流计算；针对施工阶段的应用，在依托工程中实现设计施工一体化应用，并提出利用三维技术进行施工进度、质量、造价管理的应用方法；针对运维阶段的应用，开展三维实时在线监测技术创新与实现，研发三维实时在线监测系统展示平台，实现虚拟现实的环境中，集中展示变电站设备的各种静态数据信息和动态运行信息。 三维信息化技术可提高设计效率和质量，优化设计方案，减少土地占有率，减少施工工期及现场设计变更。经综合测算，可降低工程投资约1%。我院在引进软件公司的三维平台基础上，不断进行本地化全面研究和深度定制研发，形成多种实用有效的三维应用工具，已基本实现数字化三维360°全方位应用。