□建筑三院 武少博/文
仿真技术发展到现在已有半个多世纪的历史,在这半个多世纪里,仿真技术的发展从简单到复杂、从理论到实践,已成为解决工程问题的必要手段。现在,仿真技术已经在机械制造、航空航天、交通运输、船舶工程、经济管理、工程建设、军事模拟以及医疗卫生等领域得到了广泛的应用。自20世纪80年代末至今,我国的仿真技术获得了极大的发展。在电力及电气自动化系统中,仿真技术也有较大应用。
电力系统仿真,是指利用虚拟现实技术,将现实世界的工业厂房及设备在计算机中虚拟化,利用数据库技术、数据采集与监视控制技术,将生产设备的运行状态参数实时传回虚拟电站系统中,在三维虚拟场景中即可实现对设备的查询管理。
电力电气系统仿真目前主要用于人员培训,随着单元发电机组容量越来越大,系统越来越复杂,对它的经济运行、安全生产提出了更高的要求,仿真系统是实现这个目的的最佳途径。通过仿真系统可以优化运行过程,可以培训操作人员。应用较多的培训仿真系统有电厂仿真、电网运行工况仿真和变电所仿真。一般说来,凡是需要有一个或一组熟练人员进行操作、控制、管理与决策的实际系统,都需要对这些人员进行培训、教育与培养。电站仿真系统己成为电站建设与运行中必须配套的装备。变电培训仿真系统能提高培训效率、缩短培训周期、降低培训成本、提高运行人员的技术业务素质,作为一种新型的培训方式,其经济效益和社会效益是显而易见的,具有广泛的应用前景。
目前高压电气设备的操作培训是基于实物进行的,由于高压导致一定的危险性存在,且无法记录操作者的每一步操作是否都符合规范,交互式虚拟操作技术与电路仿真技术相结合可以建立虚拟的电气设备和各种仪表,操作者可以交互地选择不同的仪表来,通过动态连线来进行各类试验,前台的虚拟仿真将操作者的连接反馈给后台的电路计算仿真,计算结果数据实时传输到前台,前台根据计算结果显示操作者的操作应该引起的结果,包括指针仪表、数字式仪表等仪表显示数据、由于电流电压过大导致的过热、电火花等现象,从而实现高压试验的实时交互式操作仿真。同时操作者的每一步操作动作均可以以数据和视频的方式保存下来,供随后的考核和评估,也可以用于其他学员学习。