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基于多元异构系统融合的虚实一体化孪生电厂研究与应用

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成果主要完成人

王乐宁、刘 鹤、向青海、刘 灏、张 路、陈昭宇、赵 明、谢宗佑

项目概况

该项目研究利用虚拟现实技术及图形化建模工具开发了一个沉侵式的虚拟电站及全站机理模型,逼真地展示了瀑布沟水电站的全景全貌,逻辑上反映了全站设备工作原理及设备间的逻辑联系,而且引入了多源实时数据驱动虚拟电站的运行,实现了虚拟于现实的有机统一;搭建了上位机、保护、调速、励磁等实物平台,真实还原了现场设备的运行,提供了一个无损的实物操作平台,极大地提高了培训效果;实现了虚拟电站与实物设备系统的有机统一,构建了一个基于多元异构系统融合的虚实一体化孪生电站系统。 项目主要包含以下创新点: 1.创新性地将实时数据注入到三维虚拟模型中。以往三维虚拟模型多用于仿真培训,而本系统不仅连接仿真数据,还将实时数据引入到模型中,实现了现场实际工况在三维环境中的再现,再开发出了漫游巡回功能,不仅为生产人员提供了一种简便的巡回手段,还为管理人员在现场之外无法掌握现场工况提供了解决方案,丰富了设备管理手段,真正地将虚拟现实技术用于实际生产管理中。 2.大胆地提出与多系统数据互联互通,例如监控实时数据、人员定位系统、工业电视系统、智能巡回机器人系统、资产管理系统等。设计之初便大胆地提出系统要具有开放和标准的数据接口,要求系统能够满足多种业务应用需求,显著地放大了系统的二次开发性。 3.创造性地提出了虚实一体化融合的构架。系统科学地分析了虚拟电站和实物平台的优点和缺点,取得了虚拟与实物相互补充相得益彰的效果,虚拟系统大而全但在精度上稍有欠缺,实物平台精准但无法揽括全站设备,将二者结合使得系统不仅涵盖全面而且又具备较高的精度。 4.精确地搭建了一套实物仿真平台。基于对保护、上位机、调速、励磁等系统的工作原理的深入理解,构建了一套高度还原现场设备系统实物平台,为员工提供了实景仿真培训体验,大大提高的仿真培训效果。