通用变电站仿真培训系统的构建平台

论文摘要

变电站运行人员的个人技能是影响电力系统安全可靠运行的重要因素之一,而良好的培训则能够显著的提高操作人员的技术能力。仿真培训是目前国内外电力系统的主流培训手段。经过对各类型变电站仿真培训系统的调查研究,我们分析、总结了这些仿真系统的优缺点,并在此基础上进行创新设计。同时,我们结合了软件工程思想,按照需求分析、可行性分析、体系结构设计、模块设计、详细设计、测试与维护等步骤,开发出了这套通用变电站仿真培训系统的构建平台。通用性较差、真实感不足,是当前的仿真培训系统普遍存在的两方面问题,也正是我们的平台的最大需求。为了实现通用性,我们设计了以数据库为中心的模块化结构。除了提供设备信息、操作关系、事故现象等编辑模块之外,我们还设计了主接线图的初始化模块。通过该模块,我们可以清晰的表示变电站的电压电流变化,设置变电站的状态,从而提供不同的培训内容;在此基础上,我们又对操作规则制定模块和事故判断机制进行了全新设计,显著提高了规则系统的可扩展性和易用性。另一方面,我们引进虚拟现实技术,使用3DS MAX软件构建变电站电气设备模型,利用OpenGL技术创建出逼真的、可交互的三维虚拟培训场景,加强了真实感。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 变电站仿真培训系统的系统仿真学理论
• 1.3 国内外电力系统仿真培训的发展综述
• 1.4 本文所做的工作
• 1.5 本文的组织结构
• 第二章 设计思想和开发工具
• 2.1 软件工程思想
• 2.1.1 软件工程的原则
• 2.1.2 软件工程的主要环节
• 2.2 虚拟现实技术
• 2.2.1 虚拟现实介绍
• 2.2.2 开发方案
• 2.2.3 OpenGL
• 2.2.4 3DS MAX
• 2.3 其它设计方法和开发工具
• 2.3.1 面向对象的设计方法
• 2.3.2 STL
• 2.3.3 MFC
• 第三章 系统设计
• 3.1 体系结构设计
• 3.2 模块设计
• 3.3 主要功能模块
• 3.3.1 数据库
• 3.3.2 主接线图绘制模块
• 3.3.3 室外一次设备编辑模块
• 3.3.4 室内二次设备编辑模块
• 3.3.5 事故现象编辑模块
• 3.3.6 设备操作关系定义模块
• 3.3.7 操作规则制定模块
• 3.3.8 主接线图初始化模块
• 3.3.9 仿真培训模块
• 第四章 主接线图的初始化
• 4.1 问题的提出
• 4.2 可行性研究和需求分析
• 4.3 详细设计
• 4.3.1 数据结构和算法
• 4.3.2 主接线图数据的调整
• 4.4 用户界面设计
• 第五章 操作规则制定和事故判断
• 5.1 问题的提出
• 5.2 可行性研究和需求分析
• 5.3 详细设计
• 5.3.1 设计方案
• 5.3.2 默认规则及推理机
• 5.3.3 用户自定义规则及推理机
• 5.4 用户界面设计
• 第六章 虚拟变电站仿真场景的构建
• 6.1 程序框架
• 6.1.1 Windows窗口的创建
• 6.1.2 设置OpenGL环境
• 6.2 模型设计及构建
• 6.2.1 用OpenGL函数绘制模型
• 6.2.2 用3DS Max建发
• 6.2.3 导入3DS模型
• 6.3 交互
• 6.3.1 Windows事件响应
• 6.3.2 OpenGL的交互
• 6.4 碰撞检测
• 6.5 优化——折衷
• 6.6 仿真培训场景
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果