[发明专利]变电运行仿真实训系统及方法

权利要求书

1.变电运行仿真实训系统，其特征在于：包括教师PC电脑、半沉浸式液晶拼接大屏幕、学员PC电脑、学员VR一体机以及运行在上述设备上的仿真系统，所述仿真系统包括学习单元以及评价单元；教师在教师PC电脑操作，对电力设备的三维模型进行拆解和工作原理实现动画讲解，学员观看半沉浸式液晶拼接大屏幕，实现沉浸式的教学；教师在教师PC电脑中对学员观看电力设备的观察视角和全景图播放进行指挥，学员在观看的学员VR一体机实现电力设备模型和360度全景图片的观察和联动，实现互动教学；多个学员在多人VR系统中进行多人联网协同操作练习，通过远程桌面画面同步，将学员的操作视觉投射到半沉浸式液晶拼接大屏幕中，实现练习和教学的协同学习。

2.根据权利要求1所述的变电运行仿真实训系统，其特征在于：所述学习单元包括变电运行微课教学模块、变电运行单项知识点学习模块、变电运行综合考核模块以及变电运行团队协作模块。

3.根据权利要求1所述的变电运行仿真实训系统，其特征在于：所述学习单元中设置有基于虚拟现实倒闸操作教学柜的倒闸操作训练；学员在虚拟现实倒闸操作教学柜中操作，该操作模拟真实电力设备发出开关操作信号，操作信号通过网络传递到教师PC电脑，教师PC电脑对操作信号和虚拟画面的仿真逻辑进行计算，将仿真结果图像输出到半沉浸式液晶拼接大屏幕上进行展示；虚拟现实倒闸操作教学柜根据当前操作票，动态模拟倒闸操作过程中的隔离开关操作箱、断路器汇控柜、保护屏压板、保护屏空开，在具有真实手感的虚拟现实倒闸操作教学柜上动手操作，在半沉浸式液晶拼接大屏幕上观看由虚拟仿真模块模拟的隔离开关的合分闸动画、空开的合分动画、保护屏压板的投退操作结果。

4.根据权利要求3所述的变电运行仿真实训系统，其特征在于：所述虚拟现实倒闸操作教学柜的具体教学方法为：

A1.在教师PC电脑上的仿真系统中，选定某一个要进行倒闸操作训练的典型操作票，点击“同步到虚拟现实倒闸操作教学柜”按钮，通过网络，将要在仿真系统上操作的虚拟设备信息同步到虚拟现实倒闸操作教学柜；

A2.虚拟现实倒闸操作教学柜接收到步骤A1中的同步信息后，调用液晶屏显示管理模块程序，将要操作的虚拟设备编号在虚拟现实倒闸操作教学柜相应设备部件的LED上显示出来；同时，开启相应设备部件的状态信息数据采集卡；

A3.在教师PC电脑上的仿真系统中，按照倒闸操作规程进行操作，当需要操作虚拟现实倒闸操作教学柜中的设备部件时，学员观察设备部件上的LED显示屏上的设备编号，操作虚拟现实倒闸操作教学柜上相应的设备部件；虚拟现实倒闸操作教学柜上的中控程序，将学员的操作信号通过网络发送到教师PC电脑上；

A4.教师PC电脑上的仿真系统接收到步骤A3中学员的操作信号后，解析操作信号数据，调用仿真模块，将隔离开关的合分闸动画、空开的合分动画、保护屏压板的投退操作结果通过仿真系统展示出来，显示在沉浸式液晶拼接大屏幕上。

5.根据权利要求1所述的变电运行仿真实训系统，其特征在于：所述评价单元中设置有财富搜集机制和考核机制，仿真系统记录学员的每一个操作，并给予相应的成就值和等级评分，通过班级排行榜、战队排行榜、实战班组排行榜、名人堂排行榜来实现互相激励；教师可在仿真系统中查看学员平时成绩、问答成绩、倒闸操作成绩、事故处理成绩。

6.一种如权利要求1至5所述的变电运行仿真实训系统的实训方法，其特征在于，包括教学操作和互动操作，所述教学操作过程中，教师在教师PC电脑操作，对电力设备的三维模型进行拆解和工作原理实现动画讲解，学员观看半沉浸式液晶拼接大屏幕，实现沉浸式的教学；所述互动操作该过程中，教师在教师PC电脑中对学员观看电力设备的观察视角和全景图播放进行指挥，学员观看的学员VR一体机实现360度全景观察和联动，实现互动教学。

7.根据权利要求6所述的变电运行仿真实训系统的实训方法，所述互动操作该过程中，多个学员在各自的学员VR一体机上进行多人联网协同操作练习，通过远程桌面画面同步，将学员的操作视觉投射到半沉浸式液晶拼接大屏幕中，实现练习和教学的协同学习。