4。3  变电站设备建模 18

4。4  本章小结 19

5  110kV变电站可视化仿真系统的实现 20

5。1  场景的载入与变换 20

5。2  漫游功能模块 22

5。3  碰撞检测功能模块 23

5。4  本章小结 25

结  论 26

致  谢 27

参 考 文 献 28

1  引言

1。1  课题研究背景及意义

随着电网的快速发展和电力需求的增加，人们对电网的经济性、安全性以及供电可靠性提出了更高的要求[1-2]。变电站在整个电力系统中占据着极为重要的位置，需要实现越来越多的集成控制和对外提供更为复杂的信息，因而对智能化和数字化的要求越来越迫切[3]。

变电站自动化系统得到了较为普遍的实践和运用，但是仍然存在诸多的缺点和局限性。例如变电站供电可靠性和安全性不能满足电力系统发展的需要，供电质量缺乏保证；变电站一、二次设备之间需要铺设大量的二次电缆，占用面积大、接线复杂、抗干扰性差；高压设备的模拟信号和状态信号都需要经过二次设备来处理，难以实现高低压设备之间的电气隔离；现有的智能装置支持不同的传输介质和通信协议，导致系统之间、不同厂家设备之间互通性差，无法实现双向通信及资源共享。

因此，传统变电站已经难以满足电力系统日益发展的需求，只有大力推进数字化技术，并将其充分应用到变电站自动化系统中，才有可能进一步提升电网的运行水平和效率。电子式互感器、智能保护装置的日益广泛运用，加上IEC61850标准的颁布和实施，使得数字化变电站工程的实现成为可能[4]，进而可以从根本上解决传统变电站中存在的诸多问题，满足电网智能化发展的需要。

数字化变电站的推广和运用可以很大程度上提高变电站自动化系统的运行水平和运行效率，但是也会加剧系统运行的复杂性。运行人员对于数字化变电站中全新的智能化设备（如电子式互感器、全数字化保护测控装置等）操作不熟练、对IEC61850通信规约认识不透彻，会进一步导致运行和维护难度加大。此外，变电站要保证能对供电范围内的用户可靠供电，且站内设备造价昂贵，决不允许存在因为误操作而出现大规模停电或设备损坏的情况，因此有必要对运行人员进行培训。由于电力系统的特殊性，运行人员不能将正在运行中的变电站作为自己的训练基地，同时也很难进入现场来观察设备的运行状态。传统的变电站培训系统都是在二维图纸上对变电站操作进行练习和模拟，缺乏真实感，不能提升操作人员实际问题的处理能力和突发情况的应对能力。

在这种情况下，三维虚拟变电站仿真系统应运而生。该系统能够真实模拟变电站设备的运行和操作，能对设备内部构造进行详细展示，同时还可以进行故障模拟，进一步加深操作人员或者初学者对变电站运行机制的认识和了解，提高他们的操作水平和技能。因此，对三维虚拟变电站仿真系统的研究和开发具有重要意义。

1。2  数字化变电站

数字化变电站是建立在IEC61850标准基础上的现代化变电站，它采用了智能化的一次设备（如智能断路器、电子式互感器）和网络化的二次设备，并利用以太网技术实现站内设备的信息交互[5]。