运维合一多维多媒体水电站继电保护系统仿真设计与实现研究

摘要

本文研究的水电站继电保护仿真系统是水电站运维合一多维多媒体计算机仿真培训系统的一个子课题，本文从四个角度进行了阐述，分别为：需求、设计、实现和应用，从开发者的角度去论述了继电保护仿真系统开发的过程。根据系统需求，进行逐一设计，实现的论述为设计成果的可能性提供了有力说明，其成果在应用实例部分得到了验证。
　　首先，介绍了水电站继电保护仿真培训系统需求，水电站仿真培训系统是模拟整个水电站生产运行检修过程，即从大坝蓄水开始的电能生产到开关站的电能传输，且以二、三维的形式展现给学员。继电保护系统是对全水电站设备的继电保护装置进行仿真。
　　其次，针对需求进行逐一设计。先对全站的硬、软件进行总体的设计，再对继电保护系统进行了设计，先引入了面向对象思想概念介绍，采用面向对象思想对继电保护硬件数据构架设计，再针对继电保护模型功能模块逐一设计，有了具体的设计理念后，则能进一步进行仿真系统的实现。
　　此外，对于水电站仿真系统的整体实现上，先完成多维多媒体仿真软件的可视化界面的实现：二维部分采用Visual Graph软件搭建出庞大的可视化图形库；三维部分采用3Ds Max进行全厂模型搭建和布局，再以Unity3D作为引擎实现全厂操作和三维可视化。二、三维以及底层模型库的联立上，采用共享内存技术，则可实现软件之间直接数据共享参数数据，则可实现二、三维系统的画面、数据实时同步，操作结果和事故现象可在二维和三维同步展现，也可实现各个模型之间数据的便捷传输，如：信息的相互传递，简报系统的功能实现等。这些都为水电站继电保护系统运行实现和检修维护的实现做了铺垫。
　　最后，借助某水电站仿真培训系统项目，在与水电站仿真培训系统其它仿真模型联合调试成功后举例介绍了继电保护仿真模型开发成果，并已成功应用于某水电站仿真培训系统。结果表明面向设备的水电站继电保护系统仿真模型结构设计清晰，调试便利，可视化程度好，逼真度较高，方便新进员工培训使用，并且易于扩展。

目录

声明

选题的依据与意义

国内外文献资料综述

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 论文研究的主要内容和重点解决的关键问题

2 水电站继电保护仿真培训系统需求

2.1 水电站仿真系统仿真对象

2.2 水电站仿真系统维度

2.3 继电保护仿真系统需求

2.4 本章小结

3 水电站继电保护仿真设计

3.1 水电站仿真硬件系统架构

3.2 水电站仿真软件系统架构

3.3 继电保护模型数据结构设计

3.4 继电保护模型初始化设计

3.5 继电保护模型功能模块设计

3.6 本章小结

4 多维多媒体运维合一水电站仿真实现

4.1 多维多媒体仿真软件可视化界面

4.2 人机交互平台实现

4.3 共享内存区及程序通信

4.4 二维部分简报系统

4.5 水电站继电保护系统运行实现

4.6 水电站继电保护系统检修维护实现

5 继电保护仿真培训系统实例

5.1 正常运行工况下继电保护仿真系统应用实例

5.2 电气设备发生故障后的应用实例

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

附录：攻读工程硕士学位期间发表的部分科研成果

致谢