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摘要：随着科学技术的发展，电力系统在发展过程中也应当充分利用先进的技术，其中的重要表现之一是虚拟现实技术的运用，这是在上世纪九十年代逐渐发展起来的一种新兴技术，能够实现对于多媒体技术、综合计算机图形技术、人工智能技术以及仿真技术等技术的充分利用，在电子系统中具有重要的应用价值。
关键词：虚拟现实技术；电力系统；电力工程；典型应用
引 言
目前在我国电力系统的发展当中虚拟现实技术已成为人们极为关注的一个问题。虚拟现实技术在电力系统中的典型应用已经成为电力企业发展的一个重要性因素。根据虚拟现实技术在电力系统过程中应用到各个方面的维护和工程设计当中并且根据这些进行探讨。
一 虚拟现实技术概述
虚拟现实（virtual reality，VR）技术通过真实模拟虚拟的现实环境，使用户得到身临其境的感觉。从而对操作、维护、设计提供辅助手段，是计算机图形和图像领域的研究热点之一，可用于社会生活的诸多方面，具有非常广阔的发展和应用前景；虚拟现实技术以建立机模拟、可交互的三维环境为基础，实现了一种可以直接体验的、交互操作的虚拟世界系统。虚拟现实环境由计算机软件根据存储的三维物理模型、物体的组合、运动规则生成，与操作人员的交互操作方式丰富多样，一般可以通过视觉、听觉、触觉、力、位移等方式作用于使用者，使操作人员具有非常直观的身临其境的感觉。
目前，虚拟现实技术广泛地应用于各个领域，如电子、医药、机械设计、教育、军事等。鉴于其强大的跨学科领域的优势，虚拟现实技术在电力系统中的应用将会有很好的发展机遇。通过运用虚拟现实技术，可为电力工程和电力设备的设计、规划、项目决策、优化和分析等方面提供非常直观的参考，可为完善系统、设备的技术方案提供非常有用的技术手段。由于虚拟现实技术把多种数据进行整合，可将复杂、专业的数据信息通过非常立体、直观和可交互的方式体现出来，有利于在电力系统和设备的设计、生产、运行维护和检修阶段进行沟通协调，有利于及早发现可能存在的问题，并形成可行的改进和优化方案、处置措施。经过较长时间的发展，虚拟现实技术已经在电力教育和培训、电力生产、电力系统运行及电力工程项目的设计等方面有比较成功的应用。本文主要对虚拟现实技术在电力系统中的应用进行回顾，为虚拟现实技术在电力系统的进一步推广和应用提供参考。
二 虚拟现实技术在电力系统的应用
2.1 输电线路
对于电力企业而言，保证输电线路的可靠性与稳定性是一项重要的工作内容。如今，随着社会生产及生活的用电需求越来越大，要想保证输电的稳定、安全与可靠，就必须加大对输电线路规划、运维等工作的研究，而虚拟现实技术的应用，对此有着重要的意义。
如今，电网运行的信息化、自动化水平越来越高，系统的数据量十分庞大，数据类型也比较丰富，所以在这种情况下，要提高对数据的表现方式的要求。虚拟现实技术的应用，对输电线路的信息管理水平提升有着积极的影响。电力系统运行的安全与可靠，与输电线路的运行检修有着密切的关联，而在这部分工作中，巡视工作是重要的一个环节，要想保证输电线路运行的安全与可靠，就必须提高巡视人员的水平。为此，就可以通过以虚拟现实技术为基础，所构建仿真培训系统，来对巡视人员进行培训，让他们可以提前了解工作内容，掌握工作的方法。这种系统具有成本低、全面、效率高等优势，可以模拟出不同的天气效果、地形环境，视觉效果十分逼真。
2.2 虚拟现实技术在变电站中的应用
变电站作为电力系统运行中的关键环节，其特殊性决定了相关工作的开展很难利用实际运行的系统在现实场景中实施，因此，将虚拟现实技术应用于变电站工作有着重要的现实意义。
2.2.1 高精度、可扩展的元器件模型通用图库的构建及虚拟场景开发
创建一个能使用户获得逼真的沉浸式体验感受的环境，虚拟现实系统必须能根据相关需求高精度的模拟现实变电站中的一切对象。基于3DS Max/Maya等软件设计一套典型电力设备素材库，并以Unity 3D作为系统开发的软件平台完成集视觉、听觉、触觉等在外形、质感等方面都十分逼真的三维变电站场景的搭建和渲染。
主要关键技术包括三维建模（用于建立与真实对象酷似，形态质感逼真的系统模型，并通过程序实现将模型转换成视景图像）、几何模型（用于体现电力设备或环境物体等对象的内部固有几何性质）、运动建模（用于体现在虚拟现实中对象的移动、旋转、缩放等）、物理建模（用于体现重量、材质、耐压度等物理属性）、对象行为建模（即动态实体的活动、变化以及与周围环境和其他动态实体的动态关系）、模型分割（考虑单元分割、变化细节、分辨率显示、脱线预先计算以及内存管理技术等提高系统运行实时性研究）。与此同时，碰撞检测和运动捕捉是虚拟现实系统中不可缺少的重要部分，随着用户对虚拟场景沉浸体验感受真实度要求的不断提高，对碰撞检测的精度和速度以及实时地准确测量、记录操作者在现实场景中的运动状态，并在虚拟空间中对应到每一时刻的运动状态提出了更高要求，所以对于碰撞检测算法以及运动捕捉功能的开发研究将直接影响到沉浸式体验的效果。
2.2.2 沉浸式虚拟现实技术在变电站设计与施工中的应用
虚拟现实技术在变电站设计中具有应用必要性和可行性，主要的方向应为研究基于虚拟现实技术的标准化设计流程，同时为了实际设计工作调用相关素材方便，应建设完备的变电站虚拟场景设备元素库。设计人员在进行相关设计时，将借助虚拟现实变电站模型，在规范化的设计标准下，灵活的从元素库中添加使用相关设备元素，在施工前建立可视化的变电站设计效果模型，以保障设计质量，提高设计效率。
在施工方面，采用虚拟现实手段，辅助施工管理人员进行变电站施工管理，结合设计端变电站效果模型的深入应用，更加准确地进行统计施工量、模拟施工进度、优化施工方案等工作。配合现实变电站的施工建设，更新设计端变电站效果模型的数据，最终实现虚拟变电站数据的高精度化与模型的高可视化。
3.2 电力培训
电力系统运行中的重要组成部分之一是仿真培训系统，这能够有效加强业务人员个人素质与技术水平的提升，为了达到理想的培训技术应当使用先进的培训技术，其中的重要表现之一就是虚拟现实技术的运用。通过虚拟现实环境的充分构建，能够有效展现变电站运行过程中的真实情况，从而加强变电站工作人员真实的感受，使其充分沉浸到工作环境之中，从而有效展现工作过程中的交互性，充分发挥培训的目的与价值。通过虚拟现实技术的引进能够有效解决培训的成本，促进培训活动安全性的提升，在系统运行中的各个环节进行运用，加强作业人员体验多方面㔿多层次的活动，从而有效摘掌握电力系统运行过程中的工作原理与知识，同时充分监测电力系统中的出现的新变化，从而做到及时有效地调整。
三 虚拟现实技术在电力系统中的发展方向
虚拟现实技术是整个电力系统中最后的一步工作，也是最为重要的一项工作，它是整个电力系统的重要的组成部分，电力系统信息工作的准确性影响着整个结果。虚拟现实技术的精确性和直接关系着整个电力企业的经济收入，智能化电力工作对于电力核算的管理智能化问题是十分重要的，它不仅仅是提高了电力系统在计量过程中的准确性，也同时要通过国家相关的电力系统标准和系统中固定的智能化处理系统进行处理计算，对整个的数据库的更新和维护工作提供保障，为整个电力统的数据提供更加精准和完整的工作支持。电力系统信息的整合工作可以对整个数据库进行及时的数据更新工作和系统的整体维护工作。从而通过这些有价值的数据来保证和提高我国电力企业的经济。
结束语
电力系统的运行情况与人们的日常生活之间有着紧密的联系，为了充分满足人民群众的需要应当切实提升电力系统运行的安全性、稳定性与可靠性，将虚拟现实技术运用到电力系统的运行过程中能够有效实现电力工作人员操作水平与业务能力的提升，加强电力系统的仿真培训，促进电力系统的良好运行。
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