水电运行培训仿真系统的结构和关键技术实现
水力发电厂虚拟仿真教学软件
●产品介绍
水力发电站仿真软件是一款以三维立体形式展现水电教学内容的仿真软件,进行相关基础知识、基本操作、水电站运行知识及事故处理的操作培训。
软件包括对整个水电站总体布置及各个结构的整体展示,各个型号水轮机及各部件的拆解展示,辅助设备的各系统的教学和展示、调速系统各部件的教学和展示。
系统结合设备原理结构图对其整体结构、内部结构、工作原理、技术理论、运行与维护进行相关知识的全面讲解,利用多媒体手段展示技术讲解水电站将谁能转化为机械能进而转化为电能,并输送到电网的整个生产过程。
水轮发电机组界面
水泥发电大坝
●教学与实训内容
水电站的认识
挡水大坝、取水建筑物、输水建筑物、平水建筑物、压力钢管、轴流式水轮机、混流式水轮机、沖击式水轮机、
水力机组辅助设备
分系统教学
油系统、气系统、供水系统、排水系统、水轮机
水电站的生产过程
各种阀门仪表、各种水轮机等设备的拆解、部件调速系系统、引水系统、升压站系统结构图、工艺流程动态展示。
中小型水电机组仿真培训系统
【 关键 词 】仿真；培训；水电机组
【 中图分类 号 】Ｔ３１９ Ｐ９．
【 献标 识码 】Ａ 文
【 章编 号 】１０—０２（０６ ０—０６０ 文 ０８８３ ２０ ） ２０２—５
１ １单机系统结构 ．
该仿 真 系统 中 ，各 个操 作站 可 以单 独 自成 体系 完成 独 立 的仿真 培 训工作 ，即 各 台仿 真 系统 具有 仿真 任务 管 理 、模 型运 算和 操 作显 示等 功 能 。
１ ２ 网络系统 结构 ．
网络 系 统 由仿 真 控制 站 （ 服
务 器 ）、工程 师 站和 操 作站 、操 作 盘 台 、 电气模 拟 盘和 大屏 幕 投
整 个 仿 真系统 的 工作 状态 等 。操作 站 上 主要 可 以完成 包 括水 机 、 电气等 所有 水 力发 电机 组 中主 要部 件 和 系统 的操 作和 参数 显 示等功 能 。
１３系 统软件结构 ．
整 个 系统 的 软 件设 计 中均 采 用 了模 块 化 的软 件 设 计
方 式 ，按 照 功 能模 块 将 系统 集 成 以完成 相 应 的功 能 ，如
影系统组 成 。其结 构如图 ｌ 所示 。
系统 采用 新 型 网络 结 构 ，整
个 系 统 为 Ｗ Ｎ Ｏ Ｓ ２ ０ Ｓ ｒ ｅ ＩＤ Ｗ ０ ０ ｅ ｖ ｒ
服 务器
工 程 师 站
盘 台
图 ｌ仿 真 系 统 结 构 图
模 拟 屏
操 作 平 台 。服 务 器 集成 了传 统 仿
图２ 示 。 所
白山水力发电厂培训仿真系统的研究与实现
２ 仿真 系统 的典型 配置
Ｏ Ｓ ００仿真 系统 可以为纯数字仿真 ， Ｔ２０ 也可 以为数字物 理混合仿真 ， 其硬件结构分别如图 １ 图 ２ 、 所示。 目前 白山仿真系统采用纯数字仿真。
４ ． ０为基础 ，完成 了水 电站培训仿真 系统平台 Ｏ Ｓ ０ ０的研 Ｔ２０ 制开发。 目前 白山仿真系统经过 了电厂运行 、 维护人员的严
中 图分 类号 ：Ｐ ９ ． Ｔ ３１ ９ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：６ ２ ５ ８ （０ ）３ ０ ３ — ３ １７ ～ ３ ７ ２ １ ０ — ０ ５ ０ １
白山发 电厂位于吉林 省东南部 ， 松花 江上游 ， 是一厂两 坝三站的特大 型水力发 电厂 ， 总装机容量为 １ ０ Ｗ， ０Ｍ 在东 ７
率， 降低培训成本。 白山水力发 电厂培训仿 真系统基于仿真软件平台 Ｏ Ｓ ０ ０ 实现 了水 电站常见的正常操作和事故 Ｔ ２０ ， 模拟仿真。自主研发的 Ｓｍ ｌｇ语言是 Ｏ Ｓ０ ０的核心技术 ， ｉ ｕｏ Ｔ２０ 它的成功研发和应用解决 了阻碍培训仿真系统发展和 应用 的关键技术瓶颈， 具有一定 的先进性。 关键词 ：Ｔ ２０ ；Ｓｍ ｌ ；白山水力发 电厂 ；培训仿真 系统 Ｏ Ｓ０ ０ ｉ ｕｏ ｇ
效率 ， 降低培训成本。 对于一个正常运行 的电站来说 ， 设备发生严重故障 的概 率 比较小 ， 但一旦发生 ， 后果不堪设想 。一方面 ， 电站运行维 护人员应该尽量避 免此 类事故的发生 ， 另一方 面 ， 运行 维护 人员需要在 日常工作中培养判断 、 处理突发故障的能力 。运 行维护人员在实际工作 中很少 能有机会处理 突发事故 的机 会， 而通过培训 仿真系统来进行这方 面的培训 ， 是一个经 济 而高效的方式 。 北京中水科水 电科技开发有限公司（ 中国水利水 电科学 研究 院 自动化所 ） 承担 了白山水力 发 电厂培训 仿真系统 （ 后
水电站运行班组培训计划
水电站运行班组培训计划一、前言水电站是利用水能发电的工程设施，对其进行有效运行和管理是保障电力供应稳定的重要前提。
为了提高水电站运行班组的技术水平和管理能力，制定一套科学的培训计划是至关重要的。
本文将提出一套水电站运行班组培训计划，内容包括培训目的、培训内容、培训方法、培训时长等。
二、培训目的1. 提高水电站运行班组的技术水平，确保水电站的安全、稳定运行；2. 增强水电站运行班组的管理能力，提高工作效率和生产绩效；3. 增强班组间的协作能力和团队精神，共同应对各种突发情况。
三、培训内容1. 水电站设备基本知识培训1.1 水电站各种设备的基本结构和工作原理；1.2 各种设备的维护保养知识，包括清洁、润滑和故障排除。
2. 水电站流程操作培训2.1 水电站的启停机操作流程；2.2 水电站的紧急故障处置流程；2.3 水电站的日常检查和巡视流程。
3. 安全生产知识培训3.1 防火、防爆常识的培训；3.2 作业环境安全知识培训；3.3 突发事件处置知识培训。
4. 管理技能培训4.1 班组的协作管理；4.2 日常工作计划的制定与执行；4.3 沟通与协调能力的提升。
四、培训方法1. 班组岗位轮岗培训通过轮岗培训提升班组成员的全面技能水平，让每个人都能熟练掌握各种设备的操作和维护流程。
2. 模拟演练培训安排模拟紧急情况演练，让班组成员能够在实际操作中熟悉故障处置流程，提高应急能力。
3. 理论与实践相结合培训内容中理论知识与实际操作相结合，让班组成员在学习中培养动手能力，提高工作效率。
五、培训时长1. 设备基本知识培训：1个月；2. 流程操作培训：2个月；3. 安全生产知识培训：1个月；4. 管理技能培训：1个月。
六、培训效果评估1. 结业考核每个阶段结束后进行结业考核，考核合格后才能进入下一阶段的培训。
2. 现场操作考核在实际运行中安排考核，检验学员掌握技能的程度。
3. 月度考核培训结束后，每个月进行考核，评估培训效果。
基于生产过程建模的水电厂仿真培训系统
０ 引言
当前 ， 我国经济快速发展对 能源特别是 电力供 应量提 出 更高要求 ， 水电作为我 国基本 电源中采用可再 生水 资源发 电 的电源 ， 其 战略地位 日渐 突出。一批 大型特大 型水 电项 目也 在施工建设 中 ， 同时水 电站 的 自动化 程度较 高 ， 伴 随水 电厂 自动化程度 的提高和新项 目的投产运行 ， 大批现有 水电厂 的 原 有运行人 员和新 建 电厂 的新运 行人员 需要进 行水 电厂生 产过 程操作培训 ，对水 电厂 的操作 运行 培训提 出更高要求 。 目前 的做法是 ， 在老厂跟班培训或在设 备制造厂家 培训 。在
老厂 跟班 培训， 往往 受已运行 电厂安全 因素的制约 ，学员 实 际动 手操 作的机会很少 ， 另外的 因素是 实习电厂 的实 际情况
用于对控制 系统 的科学研究 。到 ２ Ｏ世纪 ８ ０年代 日本 、 美 国
等 国开始出现水电站实时仿 真培训 系统 ， 用 于培训与研究 。
国 内电站运行仿真培训 系统 ， 在 ２ Ｏ世纪 ８ Ｏ年代得 到初
过程 的仿 真模 拟 ， 在不涉及 真实设备下可进 行各类正常或非
正常操作训 练 ， 成为替代传 统培训的必然选 择。运行仿真培 训系统是 以培训运 行人员为 目的， 它包含软件 系统和硬件系 统组成［ １ １ 。 为保证运行仿真培训 的效果 ， 水 电厂建模仿 真培训
系统 ， 应建 立面 向全站 、 全过程 、 全 范 围， 力求反 映水 电站 中 所有与电能生产过程相关的现象与过程。本文通过对现有水 电厂仿真培训 系统 的总结 ， 提 出一 种基于生产 过程模型 的水
第３ ６卷 第 ３ 期
２ ０ １ ３年 ６月
水
电 站 机 电 技
H9000V4.0环境下的水电厂培训仿真系统
Ｏ 引 言
随着水 电流域滚动开发 和水 电建设不断发展 ，
水 电厂新 员工 的培训 任务越 来 越重 。如 何 在不 影 响
本论 文首先介 绍 Ｏ Ｓ０ ０培训仿真系统 的设 Ｔ２０ 计原则 ， 然后介绍系统 的仿真配置模式及系统硬件 结构 ， 最后介绍 Ｈ ０ ０Ｖ ． 环境下仿真系统 的主要 ９ ０ ４ ０
功能。
发电生产的前提下 ，使新员工能有更多 的实际操作
机会 ， 提高培训效率 ， 降低培训成本 ， 日上岗 ， 早 是摆
在各水 电开发建设单位 、运行检修公司以及有关教
育 部 门面前 的一 个 十分 紧迫 的 问题 。
１ 仿真 系统 的设计 原则
Ｏ Ｓ００系统作为一 个通 用化设计 的软件产 Ｔ ２０ 品 ， Ｈ ０ ０系统 一样 ， 与 ９０ 在设计 中着 重考 虑了下列
，
２ 仿真 系统 的配置模式
Ｏ Ｓ ００系统与 Ｈ ０ ０系统配合 ， Ｔ ２０ ９０ 可构建各种 不 同结构的仿真系统 ， 实现各种仿真功能。 根据系统 的硬件结构及仿真器 的配置情况 ，可分下列几种模
式（ 图 １ 如 所示 ） 。
收 稿 日期 ：０ ８ ０ — ８ ２０－ ５ ０
完成 了Ｏ Ｓ ００水 电厂培训仿真系统 的基本功 Ｔ ２０
并 进行 控制 调节 。 为满 足 不 同用户 的需求 ，实 际 的 系统 配置 模式
系统只配置一台计算机 ， 仿真器 、 监控系统等软件在
一
台机 中运 行 。单机 配 置硬 件投 资少 ，操作 维 护简 （） ２ 多机 模式
单， 便于单人学习培训 ， 不存在学员间相互干扰。 多机模式是指仿真系统的功能由多台计算机协 作完成。一般仿真系统均采用多机模式。多机模式 下， 监控系统与仿真器可以分设不 同的计算机设备。 监控系统根据需要可设置操作员站、 数据服务器等 ， 具体配置可根据用户需要及有关规范。仿真器的配 置模式包括纯数字仿真、 现场仿真两种模式。 纯数字模式 的仿真器 功能包 括现场及 Ｌ Ｕ仿 Ｃ 真， 不需要另配 Ｌ Ｕ设备 。现场仿真模式 的仿真器 Ｃ 只仿真 现场设 备 的特性 ，仿 真器 以 Ｉ ／ Ｏ的方 式与
水电厂运行培训仿真技术新进展
速发 展 ， 目 前 部分 领域 已经 达到了国际先 进水平。技术最新
进展主要 体现在虚拟现实 、 建模技术 、 高层体 系结构 （ ＨＬ Ａ） 、 仿真支撑平 台技术 。
１ ． １ 虚 拟 现 实 技 术
推 出了各 自的图形建模工具。与传 统的建模方法相 比， 大大
提高 了建模 效率 ， 缩短 了模 型开发周期 ， 给 建模人 员带 来 了 极大的方便 。
进行位 置移动时 ， 电脑 可以立即进行 复杂像传 回产生临场感。
虚拟现实技术为 电力仿真行业 ，特别是 培训 仿真领域 ，
注入 了新的生命力。传统的仿真主要包括平面数字仿真和物
理仿真两种方式或其混合 。虚拟现实技术建立 的 维模型可
电、 火电、 化工 、 航 天等领域 ， 其技术也 日臻 成熟 ， 部 分领域达
可视化仿真工具 ， 是一种基于 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ的框 图设 计环境 ， 是 实现动态 系统建模 、 仿 真和分析 的一个软件 包 ， 被广泛应 用 于线性系统 、 非线 性系统 、 数 字控制及 数字信 号处理 的建模
和仿真中。
图形化建模在 电力行业仿真 中 日益普遍 ， 研究 单位纷纷
１ 仿 真技 术研 究进展
电力行业是最 早采用仿 真技术 的领域之 一。计算 机技 术、 系统建模技术 、 自动化技术的飞速发展 ， 为 电力 行业的仿 真技术发展奠定了坚实的基础。进入 ２ ｌ 世纪以来 ，电力行 业， 包括 电网 、 变 电站 、 火电、 核电、 水电 ， 仿真技术取 得 了飞
大大提高。 关键词 ： 水 电；仿 真技术 ；Ｏ Ｔ Ｓ ２ ０ ０ ０ 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９ 文献标识码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ３ ８ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ８ ８ — ０ ３
水电站运行与仿真实习教材(上传稿).
（三）发自动开机令及现象
• • • • • • 在返回控制屏上操作41QK至投入位置（1，3）。发电准备1FMD信号灯亮。 在返回控制屏上操作42KK至发电位置（1，2）发自动开机令。 机调柜上的导叶开度黑针随开度限制红针同步向右匀速运动到空载开度15%（15~20%）；此时，开度 限制红针继续移动至17%a开度位置。 机调柜上的频率表指示由45Hz增至50Hz额定频率左右； 转速表指示由0增至100%nr（333.3 r/min）的额定转速左右； 如果机组频率及转速值偏离额定值较大，可在返回控制屏上操作1#机组43KK转速调整开关（功率给定开 关）对机组频率进行微调，使其接近额定值，利于机组并网。 如果机组频率及转速值偏离额定值较大，也可在机调柜上操作转速调整手轮对机组频率进行微调，使其 接近额定值，利于机组并网。 机组并网后，开限指针指自动移动至全开100%位置（一般可整定在95%~100%a）。 模拟屏上机调缓冲器切除电磁阀白灯亮。 机调柜上的频率表指示50Hz额定频率，转速表指示100%nr（333.3 r/min）的额定转速，基本不变。 在返回控制屏上操作1#机组43KK转速调整开关（功率给定开关）使机组带上所需要的有功负荷。机调柜 上的开度指针移动到相应的指示位置。转速调整平衡表上的黑指针指示也移动到相应位置。 也可在机调柜上操作转速调整手轮使机组带上所需要的有功负荷。机调柜上的开度指针在相应的指示位 置。转速调整平衡表上的黑指针指示也移动到相应位置。 注意：在开度红针移动同时，在硬模拟屏上机调原理图上的接力器开关方向指示白灯相应亮；
五、机组调速器运行方式切换
1#机组自动开机自动准同期并列
投入031开关控制熔断器
检查并投入1#机灭磁开关、转子电压表、水机直流操作电源操作熔断器
电力系统仿真技术
电力系统仿真技术电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，而如何实时、准确地对电力系统进行仿真分析成为了电力行业中的重要课题。
随着计算机技术的快速发展，电力系统仿真技术应运而生，并得到了广泛应用。
本文将着重介绍电力系统仿真技术的原理、应用以及未来发展趋势。
一、电力系统仿真技术的基本原理电力系统仿真技术是通过电力系统模型的构建，运用计算机对电力系统的运行状态进行模拟和仿真，从而实现对电力系统各种运行情况的分析与评估。
电力系统仿真技术的基本原理包括以下几个方面：1.1 电力系统模型的构建电力系统模型是电力系统仿真的基础，主要包括传输线路、发电机、变压器、负载等元件的数学描述以及它们之间的相互关系。
电力系统模型的构建需要考虑电力系统的实际情况，并根据实际数据进行参数设置。
常用的电力系统模型包括潮流模型、稳定模型、暂态模型等。
1.2 仿真算法与计算方法仿真算法和计算方法是电力系统仿真技术的核心内容，它们的选择直接影响到仿真结果的准确性和计算效率。
常用的仿真算法包括潮流计算算法、短路计算算法、暂态稳定计算算法等。
计算方法主要有直接法、迭代法、潮流潮流交互迭代法等。
1.3 结果分析与评估仿真结果的分析与评估是对电力系统仿真技术应用的最终目标，通过对仿真结果的分析可以评估电力系统的稳定性、可靠性以及各种故障情况下的应对措施。
结果分析与评估可以为电力系统规划、运维工作提供科学依据。
二、电力系统仿真技术的应用2.1 电力系统规划电力系统仿真技术在电力系统规划中发挥着重要作用。
通过对电力系统未来的需求进行仿真和预测，可以为电力系统规划提供决策依据。
例如，可以通过仿真分析评估新增发电机组的容量和位置，优化输电线路的布置等，并帮助制定合理的电力系统发展规划。
2.2 电力系统运行与维护电力系统的运行与维护需要实时监测和灵活应对各种故障和异常情况。
电力系统仿真技术可以对电力系统的各个环节进行建模和仿真，通过对各种运行状态的分析，提前发现系统潜在的问题，并制定相应的运维策略。
水电站水机电仿真系统的开发及研究
科学技术创新2019.29水电站水机电仿真系统的开发及研究王虎1朱建国2付险峰1廖慧敏1（1、国网湖北省电力有限公司黄龙滩水力发电厂，湖北十堰4420002、三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌443002）1概述对于水电厂水机电耦合问题的研究，例如，水轮发电机组在启机、突增、突减负荷或电力系统侧故障等扰动等过渡过程中,可能会发生水力系统水压上升过高等影响电站安全运行的问题；同时水力动态过程也可能对电力系统低频振荡等稳定性产生影响。
由于水文献中电厂水、机、电耦合研究的方式理论性强，对具体的机组或电厂参考意义不大。
通常采用单机无穷大系统进行代替，并非针对本厂的具体数据和参数进行研究，因而相关结论具有参考意义但一般无法对本厂的生产直接形成指导意见[1-3]。
另一方面，研究人员也并非一定是本厂技术人员，并不能大幅促进本厂相应技术水平的提高。
文献中水电站仿真培训系统一般是定位为运行人员操作或流程的培训的系统，其监控系统的仿真通常无法准确反应水电站的动态运行结果，也通常无法深入到电站众多监控装置的维护的仿真中。
（以保护装置的仿真为例，由于没有准确的故障计算数据，装置的动作或警报等不是基于故障电流等客观的故障信息的整定值，而是基于开发者人为的逻辑判断，所以无法准确反应水电站的动态运行结果；本平台的特点之一就是准确的仿真数据，因而保护装置的仿真中保护的动作是基于客观的故障信息的整定值，因而能准确反应水电站的动态运行结果，对本厂的生产形成一定的指导意见，并且能深入到诸如装置参数的整定、修改等，从而实现对装置的运行和维护的仿真。
2仿真系统整体框架图12.1监控设备画面的开发：包括电站主系统、集中监控系统、现地监控系统、主系统的控制保护装置等画面。
电站监控系统画面的绘制可以采用北京图王软件开发有限公司的Visual Graph，它已在电力等行业涉及图形的应用系统的开发中有许多成功的案例。
可以非常逼真地绘制出设备画面并实现部分操作的仿真。
水下管汇安装虚拟仿真训练系统设计与实现
第 22卷第 11期2023年 11月Vol.22 No.11Nov.2023软件导刊Software Guide水下管汇安装虚拟仿真训练系统设计与实现张建兵1，2，陈从磊3，连远锋1，2，严泽枭1，2（1.中国石油大学（北京）信息科学与工程学院；2.中国石油大学（北京）石油数据挖掘北京市重点实验室，北京 102249；3.中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，北京 100083）摘要：为满足海洋环境作业模拟与水下安装应用需求，将Vortex与Vega Prime虚拟现实平台相结合构建实时动力学虚拟仿真环境，通过对作业环境、管汇、绳索、吊钩、导向桩、ROV机器人进行物理属性与几何属性建模，设计并实现了水下管汇安装虚拟仿真训练系统。
实验运行结果表明，该系统具有高度物理真实感的实时动力学仿真效果，实现了水下管汇安装全过程仿真，沉浸感强，交互效果好，可满足水下管汇安装的训练需求；同时实现了多台联合操控管汇水下安装训练仿真，增强了训练的真实感，为水下作业提供了高度可靠的仿真平台。
关键词：水下管汇；虚拟仿真；Vortex；Vega Prime；训练评价DOI：10.11907/rjdk.231704开放科学（资源服务）标识码（OSID）：中图分类号：TP391.9 文献标识码：A文章编号：1672-7800（2023）011-0141-07Design and Implementation of Virtual Simulation Training System forSubsea Manifold InstallationZHANG Jianbing1，2， CHEN Conglei3， LIAN Yuanfeng1，2， YAN Zexiao1，2（1.College of Information Science and Engineering， China University of Petroleum；2.Beijing Key Laboratory of Petroleum Data Mining， China University of Petroleum， Beijing 102249， China；3.Sinopec Petroleum Exploration and Production Research Institute， Beijing 100083， China）Abstract：In order to meet the requirements of marine environment operation simulation and subsea installation applications， Vortex and Ve‑ga Prime virtual reality platform are combined to build a real-time dynamics virtual simulation environment. The virtual simulation training sys‑tem for subsea manifold installation is designed and implemented by physical property modeling and geometric property modeling of working environment， manifold， rope， hook， guide pile， ROV. The experimental operation results show that the system has a highly physical realistic real-time dynamic simulation effect， achieving the entire process simulation of subsea manifold installation， with strong immersion and good interaction effects， and can meet the training needs of subsea manifold installation.Besides， simulation of subsea installation training for multi‑ple joint control manifolds has been achieved， enhancing the realism of training and providing a highly reliable simulation platform for subsea operations.Key Words：subsea manifold； virtual simulation； Vortex； Vega Prime； training evaluation0 引言随着我国油气资源的开发逐步走向深水油气田，水下生产系统得到了广泛应用，已成为海洋油气开发与生产的关键装备。
水电站仿真系统
FS系列华胜水电站仿真系统◆概述FS系列华胜水电站仿真系统是电气值班员职业技能鉴定实操项目的规定软件，也是电气类专业课程和实训项目的重要教学软件。
华胜FS系列水电站仿真软件符合DL/T 1024-2006《水力发电厂仿真机技术规范》，完全可以仿真实现水电站值班员工作职责,即巡视和监视电站所有电气设备，电气设备的倒闸操作，电站各种事故、不正常工作状态的处理。
◆华胜FS水电站仿真系统内容一、水轮机系统1.最低水头和最高水头之间任一水头均能仿真；2.引水系统：引水管道、闸门、液压启闭机控系统；3.水轮机：混流式水轮机或其它类型水轮机；4.调速系统：调速器机调控制系统、调速器电调控制系统、压油装置系统、分段关闭、漏油泵控制系统、过速限制器及接力器；5.水导轴承冷却系统：轴承瓦温、、水压、油温、油位、冷却油盆中油混水监控部分；6. 顶盖排水系统: 顶盖排水控制系统；二、发电机系统1. 制动系统：2号发电机制动混合制动、机械制动控制系统; 4号发电机制动方式为混合制动、电制动、机械制动控制系统；2. 推力、上导轴承冷却系统：轴承瓦温、、水压、油温、油位、冷却油盆中油混水监控部分；3.顶转子操作系统：手动操作顶转子操作系统；三、励磁系统发电机励磁系统励采用自并激励磁方式，包含励磁变、可控硅整流装置、自动励磁调节装置、发电机转子灭磁装置、起励设备等部分组成，四、主变压器主变系统包括主变压器本体、主变压器冷却系统、主变冷却系统控制系统、主变中性点等设备。
五、开关站开关站系统设备包括110KV开关站、220KV开关一次系统接线图，各线路开关、刀闸、母线及配电装置实际布局图，各线路开关和隔离刀闸、PT隔离开关控制箱。
六、量测系统用于表计和保护的电流、电压量测回路，包括电压互感器、电流互感器；七、同期系统同期系统包括手动同期和自动准同期回路;八、厂用电系统厂用电变压器、厂用母线及其附属设备，厂用电开关控制盘及仪表、厂用变低压侧负荷开关，厂用电的备自投系统；九、直流系统直流系统包含：蓄电池、直流母线、直流联络屏、可控硅充电设备、直流负荷屏、直流屏上仪表、负荷开关；十、继电保护、自动装置和中央信号系统1.发电机、变压器、线路、开关、母线、切机、厂用电交流系统中的继电保护和自动装置，保护和自动装置的种类、型号、数量按原始资料中的保护配置，自动装置包括备用电源自动投入、自动重合闸、自动同期、自动启动／停机装置。
基于虚拟现实技术的电力系统操作培训仿真系统设计
基于虚拟现实技术的电力系统操作培训仿真系统设计虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）是一种让用户融入并与虚拟环境进行互动的技术手段。
近年来，VR技术在各个领域得到广泛应用，其中之一就是电力系统操作培训仿真系统的设计。
本文将从需求分析、系统设计、操作培训等方面阐述基于虚拟现实技术的电力系统操作培训仿真系统的设计。
一、需求分析电力系统操作培训是培养电力系统运维人员的重要环节。
然而，传统的操作培训模式存在诸多问题，如受场地、设备条件限制，无法真实再现线路故障、设备操作等情况。
基于虚拟现实技术的电力系统操作培训仿真系统能够有效解决以上问题。
根据需求分析，电力系统操作培训仿真系统应包括以下功能：1. 真实模拟电力系统环境：通过虚拟现实技术，系统能够创建一个真实细致的电力系统环境，包括变电站、输电线路、变压器等组成部分，使操作人员能够身临其境地进行培训。
2. 线路故障模拟：系统应能模拟各种线路故障情况，如短路、开路等，培训人员通过操作仿真系统能够学习正确应对和处理各种正常和故障情况的技能。
3. 设备操作模拟：仿真系统应模拟电力系统中各种设备的操作，如开关、断路器等，使培训人员能够熟悉设备的使用方法和操作流程。
4. 交互与反馈：系统应提供交互功能，培训人员通过虚拟环境内的交互设备（手柄、触控屏等）进行操作。
系统还应及时给予培训人员关于操作的反馈信息，以帮助他们更好地理解和应对各种情况。
5. 知识点学习和考核：仿真系统应设计相应的电力系统知识点学习模块，培训人员可以通过学习模块进行相关知识的学习和巩固。
在培训结束后，系统还应提供相应的考核机制，评估培训人员的学习效果。
二、系统设计基于以上需求，我们可以设计出以下基本架构和技术支持：1. 虚拟现实设备：选择合适的虚拟现实设备，如头戴式显示器（Head-mounted Display，简称HMD）、交互设备（手柄、触控屏等），以提供沉浸式的体验和操作交互。
水电站仿真系统培训形式说明
注意事项
3、软件在安装过程中可能会出现一些问题，有可能是防毒软件问题，也有可能是软件之间的冲 突问题或系统本身的问题。根据具体问题，请您解决好程序之间的冲突问题。
参考资料：水电站三维虚拟仿真系统
水电站三维虚拟仿真系统是骋天信息科技采用先进的虚拟现实、数据管理、三维建模等技术，将 现实中的水电站进行三维虚拟化，将水电站及周边地形地貌以电子沙盘的形式呈现出来，并将历 史水文数据和规划数据也存储到系统中，以直的形式呈现给的用户，水电站三维仿真系统共分 为六大功能模块。
方法/步骤
1．讲课、演示模式： 教练员可以通过教练员台控制任一台微机（如投影仪控制机），结合仿真培训各系统进行讲解和 演示。
方法/步骤
2．单机训练模式： 一台单微机可形成一个独立的培训环境。
方法/步骤
3．联机训练模式： 两台或两台以上微机可以通过局域络连接为一个系统，由多人在一个站中完成仿真培训任务。教 练员机仍可与该系统连接，指导和监控每台机的仿真培训。
内容介绍
6．权威鉴定：参与国家职业资格技能鉴定电气值班员中级工、高级工、技师和高级技师试题库 的编制和电力行业标准DL/T 1024-2006《水电仿真机技术规范》的起草工作。 7．系列产品：1000kV~10kV各种类型变电站仿真系统；1000MW~300MW火力发电厂仿真系统； 200MW~15MW水力发电厂仿真系统等。
参考资料：水电站短路故障及处理虚拟仿真实验
水电站短路故障及处理虚拟仿真实验是三峡大学建设的虚拟仿真实验课程。
感谢观看
水电站仿真系统培训形式说明
参考资料：水电工程若干技术问题的理论与实践
《水电工程若干技术问题的理论与实践》是1999年11月中国水利水电出版社出版的图书。
水电站培训计划方案范文
水电站培训计划方案范文一、培训目标本培训计划旨在通过系统的培训，提高水电站员工的专业技能和管理能力，使其能够更好地运营和管理水电站，确保水电站的安全、高效运行，同时提高员工的工作满意度和绩效。
二、培训内容及方法1. 培训内容（1）水电站运行管理知识培训：包括水电站的结构和原理、运行管理流程等内容。
（2）安全生产知识培训：涉及水电站安全知识、应急措施、事故处理等内容。
（3）水电设备维护保养技能培训：包括水电设备维护保养方法、常见故障排除等内容。
（4）管理能力培训：包括团队管理、沟通技巧、决策能力、问题解决能力等内容。
2. 培训方法（1）理论学习：利用课堂教学、讲座等形式进行理论知识的讲解，以便员工能够理解水电站运行管理的基本原理和流程。
（2）实践操作：安排员工到水电站现场进行实际操作，加深对设备运行管理知识的理解，并培养实际操作技能。
（3）案例教学：通过真实案例，让员工学习安全生产知识和管理能力，提升员工的应对突发事件的能力。
（4）角色扮演：以小组形式进行角色扮演，模拟水电站工作场景，锻炼员工的沟通协调能力和问题解决能力。
三、培训时间和周期本培训计划分为两个阶段，第一阶段为基础培训阶段，第二阶段为实践操作阶段。
1. 基础培训阶段：持续时间为2个月，主要以理论学习和实践操作为主，培训时间为每周2天，每天8小时。
2. 实践操作阶段：持续时间为3个月，主要在水电站现场进行实践操作和案例教学，培训时间为每周3天，每天8小时。
四、培训师资培训师资要求具备丰富的水电站运行管理经验，熟悉水电站设备和运行流程，能够配合培训内容和方法，为员工提供专业指导和帮助。
五、培训评估对培训内容和方式进行评估，以确保培训效果。
1. 培训前评估：通过调查问卷和面谈，了解员工的培训需求和目标，确定培训内容和重点。
2. 培训中评估：定期进行培训效果评估，根据员工的学习情况和掌握程度，及时调整培训内容和方法。
3. 培训后评估：通过考试、论文等形式对员工进行考核，评估培训效果和员工的学习成果。
变电站仿真培训系统技术要求
变电站仿真培训系统技术要求随着电力行业的不断发展和技术的不断革新，变电站仿真培训系统的应用越来越广泛。
变电站仿真培训系统是一种基于计算机模拟技术的虚拟培训平台，可以为电力工程技术人员提供真实的培训环境，有效地提高工作质量和培训效果。
在设计和开发变电站仿真培训系统时，技术要求是非常关键的。
本文将探讨变电站仿真培训系统技术要求的几个方面。
一、软件运行环境变电站仿真培训系统需要一个在计算机上运行的软件环境。
这个软件环境要求必须具备强大的计算机性能和高效的图形渲染能力，能够支持虚拟现实和增强现实技术。
此外，软件运行环境还需要具备多种图形和声音处理技术，以模拟真实的电力系统环境。
二、虚拟电力系统虚拟电力系统是变电站仿真培训系统的核心部分。
虚拟电力系统需要精确地模拟实际的电力系统，能够支持多种电力设备和元器件的模拟，并能够实时监控电力系统的运行状态。
此外，虚拟电力系统还需要支持多种事件和故障的模拟和分析，以提高电力工程技术人员的应变能力和解决问题的能力。
三、虚拟培训环境虚拟培训环境是变电站仿真培训系统的表现形式。
虚拟培训环境需要具备真实的仿真效果，包括声音、光线、颜色、机械手臂等，能够模拟电力工程现场。
虚拟培训环境还需要拥有多种交互方式，如手势识别、语音识别、虚拟现实眼镜等，让学员可以与虚拟电力系统进行互动。
四、多方位数据交互变电站仿真培训系统还需要支持多方位数据交互。
这包括从现场实时获取数据，对数据进行分析和预处理，将数据反馈给控制系统进行实时控制等。
此外，变电站仿真培训系统还需要支持云计算和物联网技术，以实现数据的可持续管理和应用。
五、配备健康安全保护装置在开发变电站仿真培训系统时，要考虑到学员的人身安全和健康。
因此，需要配备健康安全保护装置，如安全呼吸器、护目镜、防爆服、防辐射服等，避免学员在培训过程中受到伤害。
总之，变电站仿真培训系统是一种重要的虚拟培训工具，对于提高电力工程技术人员的能力和水平具有重要意义。
水电厂仿真运行实训报告
一、实训背景随着我国电力工业的快速发展，水电作为一种清洁、可再生的能源，在能源结构中扮演着越来越重要的角色。
为了提高水电厂运行人员的专业技能和应对突发事件的能力，我们学院开展了水电厂仿真运行实训。
本次实训旨在通过模拟真实的水电厂运行环境，使学生在实践中掌握水电厂运行的基本原理、操作技能和事故处理方法。
二、实训目的1. 熟悉水电厂的基本结构、运行原理和设备性能；2. 掌握水电厂运行的基本操作技能，包括开机、停机、并网、调峰等；3. 培养学生应对突发事件的能力，提高水电厂运行的安全性；4. 提高学生的团队合作精神和沟通能力。
三、实训内容1. 水电厂仿真系统介绍实训开始前，我们首先了解了水电厂仿真系统的组成和功能。
该系统包括水轮发电机组、电气主接线、监控系统、控制系统等部分，能够模拟水电厂的实际运行过程。
2. 水轮发电机组开机在仿真系统中，我们学习了水轮发电机组开机的基本步骤。
首先，进行设备检查，确保机组处于良好状态；其次，启动辅助设备，如油泵、水泵等；然后，开启水轮机，调节导叶；最后，进行并网操作，将机组接入电网。
3. 水轮发电机组停机停机操作与开机操作类似，但顺序相反。
首先，进行并网操作，将机组从电网中切除；其次，关闭水轮机，调节导叶；然后，停止辅助设备；最后，进行设备检查，确保机组处于良好状态。
4. 电气主接线及主要设备操作电气主接线是水电厂电气系统的核心部分，主要包括发电机、变压器、开关设备等。
我们学习了电气主接线的布置方式、设备操作方法和注意事项。
5. 监控系统及控制系统操作监控系统用于实时监测水电厂的运行状态，包括水头、流量、电压、频率等参数。
控制系统用于对水电厂设备进行远程控制。
我们学习了监控系统及控制系统的操作方法和注意事项。
6. 事故处理在实训过程中，我们模拟了多种事故情况，如水轮机卡涩、发电机跳闸、变压器故障等。
针对不同事故，我们学习了相应的处理方法和操作步骤。
四、实训收获1. 通过本次实训，我们对水电厂运行的基本原理和操作技能有了更加深入的了解；2. 培养了应对突发事件的能力，提高了水电厂运行的安全性；3. 增强了团队合作精神和沟通能力；4. 为今后从事水电厂运行工作打下了坚实的基础。
基于VR技术的水电站运维仿真系统设计
基于VR技术的水电站运维仿真系统设计
葛嘉;时寒冰;侯建伟
【期刊名称】《微型电脑应用》
【年(卷),期】2024(40)1
【摘要】水电站运维需要技术人员具有较高的熟练度,在运维仿真系统上进行运维操作训练,而操作的真实性影响实际运维效果,因此基于VR技术设计水电站运维仿真系统。
分析水电站的层次结构,在此基础上采用VR技术建立水电站的虚拟环境,提高运维仿真操作的真实性;设计漫游控制模型,支持用户在水电站虚拟环境中的场景交互。
利用Unity 3D引擎开发虚拟水电站功能,设计人机交互平台、共享内存区及程序通信、简报系统。
实验结果表明,所设计系统建模效率和精度较高,可准确地完成水电站中设备运行状态的监测。
【总页数】5页(P45-48)
【作者】葛嘉;时寒冰;侯建伟
【作者单位】国能大渡河枕头坝发电有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP39
【相关文献】
1.基于3D技术风电场运维仿真系统设计与实现
2.基于VR技术的城市规划三维仿真设计系统设计
3.基于VR技术的建筑景观特征三维整合仿真系统设计
4.基于虚拟
现实的水电站运维仿真培训系统研发与应用5.基于虚拟现实的城市综合管廊高压电力舱运维培训仿真系统设计
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水电运行培训仿真系统的结构和关键技术实现
黄效恩;张文栋
【摘要】水电厂培训仿真系统可以给员工提供较多实操与事故处理机会,有利于员工工作经验快速积累,受训员工在培训仿真系统进行实操训练如同在实际电厂操作中完全一样,这样就避免了在实际设备运行时不能进行培训的难题,另外受训员工可以在系统中模拟各种设备故障,不影响设备电厂设备正常运行,这样学员受训的面比实际设备训练中更广.五凌电力发电厂培训仿真系统SD8000-SIM,由国电南自和五凌电力共同开发,实现了水电站的运行生产过程仿真,主要包括设备巡视仿真、常规操作仿真和事故处理仿真,其采用的技术处于国内领先地位.
【期刊名称】《湖南水利水电》
【年(卷),期】2017(000)001
【总页数】4页(P84-86,94)
【关键词】SD8000-SIM水电仿真系统;水电仿真机;图模库一体化技术
【作者】黄效恩;张文栋
【作者单位】湖南五凌电力有限公司长沙市410004;湖南五凌电力有限公司长沙市410004
【正文语种】中文
五凌电力水电仿真系统仿真对象包括洪江电厂灯泡贯流式、五强溪混流式两种机型的水电厂，研究开发水电站培训仿真系统，可以在不影响水电厂正常生产运营前提下，为员工提供较多动手机会，有利于员工工作经验快速积累、成长，从而为电厂
安全运行提供人才保障。
如何在短期内提高运行维护人员的判断、处理突发故障能力，成为一名合格的电厂工作人员，一直是发电生产追求的目标。
培训仿真系统可以给电厂运行维护人员提供典型的操作和事故处理虚拟现实场景，学员可以而通过仿真培训系统模拟现场工作中遇到的问题，对处理的方法不断改进、总结，可以多快好省地提高学员的技术能力。
五凌电力水电厂培训仿真系统（后简称五凌仿真系统）。
在五凌电力和国电南自技术人员通力合作下，克服困难，完成了五凌仿真系统平台研制开发。
目前五凌仿真系统经过了电厂运行、维护人员的严格测试，已经正式投入了运行，得到了业界的好评。
水电厂培训仿真系统主要用途包括两个方面：为电厂运行人员提供培训平台、作为设备分析和诊断平台。
（1）培训运行操作人员。
培训仿真系统可以模拟对水电厂重要设备进行拆分、安装，有利于学员对设备结构形成直观的认知。
系统模拟了水力厂发电原理和实际的设备场景。
学员可以在虚拟场景中进行机组控制如机组启停和功率增减、开关操作、设备参数巡视等；也可以各种设备故障发生时进行故障判断和处理。
（2）五防操作验证。
水电生产，安全第一。
五防系统将电厂机械闭锁、电气闭锁逻辑写入系统，有效防止在进行机组启停操作、开关倒闸、设备投运并网等重要操作时出现误操作。
因此，学员可以在仿真系统进行反复模拟操作，选择最优倒闸方案，确保运行操作票的正确性，杜绝误操作。
（3）模型验证。
电厂中的二次设备牵涉到各种控制模型,电厂技术人员可以在仿真系统上进行电厂调速、励磁、保护等各种控制系统的模型验证工作，确保控制参数在最优值。
（1）仿真系统硬件结构。
SD8000-SIM仿真系统为纯软件仿真，其硬件结构如图1所示。
硬件系统包括服务器（主要用于题库存储）、操作员站（界面、仿真机安
装和运行）、交换机等组成。
仿真系统仿真部署在每个学员站上，每个学员可以在自己的学员站进行操作培训，互相之间不干扰。
学员培训方式多样，可以在自己家进行、可以在电厂培训室进行、也可以在流域培训中心进行。
（2）仿真系统软件结构。
图2所示为五凌电力SD8000-SIM水电站运行仿真系
统结构图，水电站水机电模型仿真水电站的所有过程，包括机组开停机过程、发电过程、调节过程中主机设备、辅助设备等所有设备的所有实时数据，这些数据在界面系统（二维和三维界面）显示出来，如图3，运行操作人员可以在界面上巡视，并可以在界面上进行操作，操作过程引起的相应反应全部由水机电模型模拟出来。
如果发生事故，运行人员在界面上进行处理，处理的过程由水机电模型模拟出来。
水电站运行规程通过专业人员转化成运行仿真题库。
运行操作人员在上机培训后，可以通过选择运行仿真题库中的题目来进行测试，并通过自动评分系统来进行自动评分，自动评分系统会给出操作人员的操作信息，操作人员可以找出自己的操作错误。
五凌仿真系统实现了机组手动、自动开停机，工况初始化设置，机组功率调节，机组检修操作、设备异常运行状态模拟，事故模拟等仿真功能。
具体介绍如下：（1）水电厂常规操作调节仿真。
SD8000-SIM仿真系统包括SD8000E监控系统平台、仿真机和自动评分系统。
水电厂设备倒闸、功率调节操作等均可在仿真系统实现，包括监控系统操作和实际设备操作。
五凌培训仿真系统正常操作包括：机组自动、手动启停操作；机组功率调整操作；断路器倒闸操作；设备状态巡检；其他如保护系统、厂用电系统、直流系统、油气水系统的操作等。
还包括接令、汇报、验电、挂牌、装拆接地线、设置检修护栏等。
（2）异常运行工况仿真与处理。
水电厂可能发生各种事故，如水机事故（漏油、调速器阀卡、闸门提升过速、轴瓦温度过高、油气水中断等）和电气事故（变压器接地、发电机绝缘击穿、线路短路等）。
本仿真系统可以对这些事故进行现象模拟，
学员可以在系统上模拟这些事故的处理和操作，可以快速积累事故处理经验。
（3）考试、培训操作模式。
系统具有两种操作模式。
培训模式下，具有完善的五防操作闭锁功能，系统根据每个设备的操作条件进行判断，从而确定学员能否可以进行操作。
考试模式下，监控系统没有操作闭锁功能，运行人员可以自由操作，系统不提示，在后台对学员操作步骤进行评判，有利于检验学员的培训效果。
（4）采用反演计算的初始工况设置技术。
全水电厂采用一种基本工况，也就是全发电工况。
在全发电的工况下设置基本工况的变化量。
采用反演计算得出新的工况各参数状态。
（5）学员考核。
教员通过水电站运行专业题库生成考试试卷或通过在线仿真培训系统实操考核，学员通过上机进行操作并进行考评，并能进行智能评分，并准确标记成功“漏做”的步骤。
考试成绩自动排序、记录、保存、查询。
（6）音响模拟。
系统将电厂实际操作时设备发出的声音录存在系统中，当学员进行设备操作时，相关声音就会播放，这样可以锻炼学员的心理承受能力，有利于学员在事故处理时保持镇定，思路清晰。
（7）设备查找导航功能。
学员进行操作时，可以直接在3D场景搜索定位水电厂相关设备，缩短学员熟悉仿真电厂设备布局的时间，很容易找到操作设备。
水轮机和压力管道具有非线性特征，其求解一般采用非线性求解方式。
水轮机方程如下式：
4阶发电机数学模型，可以很好地描述发电机的暂态过程。
其计算公式为：
五凌水电仿真培训系统核心部分的仿真计算软件由国电南自与五凌电力联合开发，国电南自与五凌电力长期从事水电站水力－机械－电气的仿真计算和模拟研究，在此基础上研发的仿真机能比较真实地反应水电站运行状况。
仿真培训系统的主要难点在于对象的不同，包括机组类型、变压器类型的不同，机组运行的流程不同，变电站的接线方式不一样，为此，特地开发出了①流程组态技
术：根据不同电站机组运行的不同流程进行灵活的组态；②对象组态技术：对于机组不同的类型来进行不同的机组属性组态；③图模库一体化技术：对于变电站不同的接线方式，在作图中画出接线图就可以形成接线拓朴图。
此三项技术的研制成功可以多块好省地配置不同电站、不同机型、不同出线方式的仿真系统。
五凌电力仿真系统界面分为监控系统仿真界面和实际设备仿真界面两部分，监控系统仿真界面采用国电南自成熟的监控系统界面，实际设备仿真界面采用OpenSceneGraph技术（简称OSG），电厂实际场景通过3DMAX进行建模，
然后导出IVE格式，再采用OSG 3D驱动技术进行驱动，从而能仿真场景漫游和
实际操作。
五凌仿真系统基于仿真软件平台SD8000-SIM，采用了流程组态技术、对象组态
技术、图模库一体化技术、初始工况反演技术实现了水电站常见的正常操作仿真、事故仿真。
经过专业人员严格测试，已经正式投入了使用，业界反应良好。
经过运行和操作大赛的检验，证明其具有操作便利性、技术先进性、界面友好性等特点。
【相关文献】
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[3]李印思．基OpenGL的三维交互建模技术及其应用［D］．西安：西安电子科技大学，2012．
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