基于虚拟现实的微机变电站仿真培训系统平台

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，因此，在运行人员正式上岗之前需要对其进行技能培训。目前，国内外已经开发出了许多变电站仿真培训系统，并取得了不错的效果。但其中大多数都是针对某个特定变电站开发的，通用性、可扩展性和维护性比较差，而且操作界面一般都是二维的窗口，真实性不高。本文针对这两方面的不足之处进行改进，提出了基于虚拟现实的微机变电站仿真培训系统平台。 首先，本文采用面向对象的程序设计方法，对变电站系统进行分析，根据系统本身对数据信息的要求，采用关系型数据库来表示变电站的数据信息。并围绕着数据库信息，开发了室内二次设备编辑平台，事故现象和条件编辑平台，操作关系定义平台和仿真培训模块。通过这些编辑平台来设置变电站的内容，并保存到数据库。仿真培训模块从数据库中读取变电站的相关信息，重新构建变电站，包括变电站设备及设备之间的关联，实现了系统的通用性。 其次，本文引入了虚拟现实技术，通过OpenGL(Open Graphics Library)和3D Studio Max来构建三维的虚拟变电站场景，使得学员面对的不再是按钮和标签，而是实际设备的逼真的模型，大大提高了仿真培训界面真实性。同时利用OpenGL提供的交互功能，实现对虚拟设备的操作，并将操作结果在虚拟场景中展示出来，给予学员更直接直观的体验，大大提高了培训效果。 本文构建的系统具备了软件仿真模式的灵活性、易维护性，而且还实现了通用性，同时还提高了软件仿真模式的真实性，具有广泛的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

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

第二章虚拟现实技术

2.1虚拟现实介绍

2.2虚拟现实的发展综述

2.3虚拟现实的相关工具

2.3.1 OpenGL

2.3.2 3D Studio Max

2.3.3虚拟现实建模语言VRML

2.3.4本文所采用工具

2.4微机上虚拟现实的OpenGL实现

2.4.1 OpenGL 图形操作步骤

2.4.2 Windows API

第三章系统设计及实现

3.1系统设计

3.1.1主接线图绘制平台

3.1.2室外一次设备编辑平台

3.1.3室内二次设备编辑平台

3.1.4事故现象编辑平台

3.1.5设备操作关系定义平台

3.1.6仿真培训模块

3.1.7反事故演习模块

3.1.8数据库维护模块

3.2系统的实现

3.2.1相关技术

3.2.2二次设备构建平台

3.2.3事故现象编辑平台

3.2.4操作关系编辑平台

第四章虚拟变电站仿真场景的构建及实现

4.1在Windows窗口中构建openGL环境

4.1.1 Windows窗口的构建

4.1.2构建OpenGL环境

4.2模型设计及构建

4.2.1用OpenGL函数构建模型

4.2.2用3D Studio Max构建模型

4.2.3导入3D Studio Max模型

4.3 OpenGL的交互

4.4碰撞检测

4.5优化技术

4.5.1显示列表

4.5.2细节层次技术

4.6仿真培训场景

第五章数据库设计与实现

5.1数据库的设计

5.1.1数据库模型的选择

5.1.2数据库表的设计

5.1.3数据一致性的实现

5.2数据库访问工具的选择

5.2.1常见的数据库访问工具

5.2.2几种数据库访问工具的选择

5.3 Visual C++中使用ADO访问数据库

第六章系统测试与运行

6.1系统测试

6.2系统运行

第七章总结及展望

参考文献

致谢