一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法及终端与流程

1.本发明涉及电气仿真试验技术领域，特别涉及一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法及终端。


背景技术：

2.电气试验是变电设备运维检修的重要组成部分，通过试验结果对各种性能进行分析判断，消除潜在缺陷，及时发现和处理设备老化和劣化问题，从而确定设备的可靠性。加强电气试验的培训对设备以及电网的安全稳定运行具有重要的意义。传统电气试验专业培训，主要是通过举办多种形式的学习班、培训班进行理论学习，播放视频录像或应用电子课件进行知识巩固，或在实训场地或工作现场进行参观或模拟操作，但在培训方案、培训手段、培训建设、培训内容以及培训过程也存在诸多问题：
3.1、培训方案缺乏针对性。由于学员的技能水平和培训需求各不相同，现有培训理念陈旧，方案单一，无法开展满足现代企业及高职院校人才发展的个性化培训及学习需求。
4.2、培训手段缺乏创新性。理论培训过程枯燥，课件教学缺乏沉浸感、实操性，实训模拟受设备、场地、师资等条件制约，实际操作机会少，学员积极性和参与性不高，难以实现面向企业未来创新的探索式、主动式培训方式。
5.3、培训建设缺乏经济性。基于真实设备的实训存在占地面积大，投资成本和维护费用高等特点，而且设备一旦投入将难以更换，面对新需求、新内容，重复建设可能性大，整体经济性差。
6.4、培训内容缺乏时效性。随着智能电网、能源互联网、柔性直流、综合能源等新型业务的出现，变配电设备的运行管理与维护也随之发生改变，相应培训需求迭代速度加快，现有培训内容缺乏扩展性和灵活性，难以跟上新兴业务的发展。
7.5、培训过程缺乏真实性。受环境条件制约，培训过程难以真实模拟实际运行工况，设备装置异常及故障现象也无法全面体现，从而因陋就简，顾此失彼，最终造成理解分析等过程的片面性。
8.可见，传统的电气试验实训具有设备成本高、异常数据难以模拟、实操性不强、危险系数高等特点。难以开展大规模、高效率、可操作性强的电气试验培训，尤其以变压器、断路器、开关柜等试验项目复杂，现场开展需要特定的试验条件，如环境放电量不大于5pc等，而且不能模拟现场实际运行中的常见故障，对学员培训有着一定制约因素。


技术实现要素：

9.本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法及终端，能够进行电气试验的仿真培训，提高电气试验仿真的针对性和灵活性，降低电气试验技能培训成本。
10.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
11.一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法，包括步骤：
12.根据电气场景的实际拍摄图像，建立电气试验场景和电气设备的数字孪生模型；
13.根据变电站的图纸，确定需要建立的模型层级关系和类别，根据所述变电站的模型层级关系和类别分别进行建模和处理，并将各建模处理结果以及所述数字孪生模型整合为三维场景；
14.接收电气试验的培训作业卡以及对应的学员工作票，根据所述学员工作票显示对应的作业工器具，接收使用所述作业工器具执行的电气试验操作，根据所述电气试验操作在所述三维场景中模拟试验情况并进行培训分析。
15.为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：
16.一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
17.根据电气场景的实际拍摄图像，建立电气试验场景和电气设备的数字孪生模型；
18.根据变电站的图纸，确定需要建立的模型层级关系和类别，根据所述变电站的模型层级关系和类别分别进行建模和处理，并将各建模处理结果以及所述数字孪生模型整合为三维场景；
19.接收电气试验的培训作业卡以及对应的学员工作票，根据所述学员工作票显示对应的作业工器具，接收使用所述作业工器具执行的电气试验操作，根据所述电气试验操作在所述三维场景中模拟试验情况并进行培训分析。
20.本发明的有益效果在于：对电气试验场景和电气设备建立数字孪生模型，并根据变电站的图纸建立变电站中各层级的模型，能够将建模得到的模型与数字孪生模型相匹配，整合为三维场景。接收教员端发送的培训作业卡，以及对应的学员工作票，并显示出学员工作票所需的作业工器具及安全用具，能够使得学员正确选择并使用所述作业工器具进行电气试验操作，并且由于三维场景中的设备已经与数字孪生模型整合，在进行电气试验操作后三维场景中能够模拟出试验情况，以便于高效进行培训分析与考评鉴定。以此方式，能够针对教员端发送的培训作业卡灵活地进行试验仿真，并且在三维场景中能够按照实际工况灵活真实地进行操作，实操性强，同时不需要基于真实设备进行试验，既提高电气试验培训的安全性与灵活性、又增加无损实操机会及培训的实效性与经济性。
附图说明
21.图1为本发明实施例的一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法的流程图；
22.图2为本发明实施例的一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的终端的示意图；
23.图3为本发明实施例的变电站布置及主要建筑物的建模图；
24.图4为本发明实施例的一次设备及主要部件的建模图；
25.图5为本发明实施例的变电站三维场景搭建的流程图；
26.图6为本发明实施例的作业卡示意图；
27.图7为本发明实施例的工器具示意图；
28.图8为本发明实施例的电气试验操作界面示意图；
29.图9为本发明实施例的设备的界面隐藏前的示意图；
30.图10为本发明实施例的设备的界面隐藏后的示意图；
31.图11为本发明实施例的场景高亮提示的示意图；
32.标号说明：
33.1、一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的终端；2、存储器；3、处理器。
具体实施方式
34.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
35.请参照图1，本发明实施例提供了一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法，包括步骤：
36.根据电气场景的实际拍摄图像，建立电气试验场景和电气设备的数字孪生模型；
37.根据变电站的图纸，确定需要建立的模型层级关系和类别，根据所述变电站的模型层级关系和类别分别进行建模和处理，并将各建模处理结果以及所述数字孪生模型整合为三维场景；
38.接收电气试验的培训作业卡以及对应的学员工作票，根据所述学员工作票显示对应的作业工器具，接收使用所述作业工器具执行的电气试验操作，根据所述电气试验操作在所述三维场景中模拟试验情况并进行培训分析。
39.从上述描述可知，本发明的有益效果在于：对电气试验场景和电气设备建立数字孪生模型，并根据变电站的图纸建立变电站中各层级的模型，能够将建模得到的模型与数字孪生模型相匹配，整合为三维场景。接收教员端发送的培训作业卡，以及对应的学员工作票，并显示出学员工作票所需的作业工器具及安全用具，能够使得学员正确选择并使用所述作业工器具进行电气试验操作，并且由于三维场景中的设备已经与数字孪生模型整合，在进行电气试验操作后三维场景中能够模拟出试验情况，以便于高效进行培训分析与考评鉴定。以此方式，能够针对教员端发送的培训作业卡灵活地进行试验仿真，并且在三维场景中能够按照实际工况灵活真实地进行操作，实操性强，同时不需要基于真实设备进行试验，既提高电气试验培训的安全性与灵活性、又增加无损实操机会及培训的实效性与经济性。
40.进一步地，所述根据变电站的图纸，确定需要建立的模型层级关系和类别，根据所述变电站的模型层级关系和类别分别进行建模和处理包括：
41.根据变电站的总平布置图进行站内场景的搭建，并进行材质处理和贴图制作；
42.根据变电站的cad图纸和实际拍摄图像，对变电站中的一次设备依次进行模型搭建。
43.由上述描述可知，根据布置图搭建场景模型，根据变电站的cad图和实际拍摄图搭建各一次设备模型，以便于实现变电站三维场景的搭建。
44.进一步地，所述将各建模处理结果以及所述数字孪生模型整合为三维场景包括：
45.将已搭建的场景和已搭建的一次设备模型与对应的数字孪生模型进行关联，结合所述总平布置图将已搭建的一次设备模型摆放至已搭建的场景中。
46.由上述描述可知，将搭建的变电站模型与数字孪生模型进行关联，便于后续直接通过点击三维模型中的各设备模型进行电气试验仿真。
47.进一步地，所述接收电气试验的培训作业卡以及对应的学员工作票，根据所述学员工作票显示对应的作业工器具包括：
48.接收教员端发布的电气试验的培训作业卡；
49.接收学员工作票，并将所述学员工作票发送至教员端或协同操作的试验负责人，接收教员端发送的所述学员工作票的许可信息，若所述许可信息为许可操作，则根据所述学员工作票显示对应的作业工器具，若所述许可信息为不许可操作，则退回所述学员工作票。
50.由上述描述可知，由教员端或协同操作的试验负责人判断学员工作票能否操作，能够保证学员后续操作的正常进行。
51.进一步地，所述接收使用所述作业工器具执行的电气试验操作，根据所述电气试验操作在所述三维场景中模拟试验情况并进行培训分析包括：
52.接收使用所述作业工器具执行的电气试验接线操作和电气试验仪器操作；
53.从数据库中读取不同电气试验的操作状态对应的试验数据，并将所述试验数据显示在电气试验的仪器上，接收所述试验数据的学员分析结果，并根据所述学员分析结果进行培训分析。
54.由上述描述可知，能够在三维场景中选择相应的工器具进行电气试验接线操作，并且对能够模拟电气试验的仪器，模拟其试验接点、操作按钮和功能界面，提高电气试验仿真的逼真度。
55.请参照图2，本发明另一实施例提供了一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
56.根据电气场景的实际拍摄图像，建立电气试验场景和电气设备的数字孪生模型；
57.根据变电站的图纸，确定需要建立的模型层级关系和类别，根据所述变电站的模型层级关系和类别分别进行建模和处理，并将各建模处理结果以及所述数字孪生模型整合为三维场景；
58.接收电气试验的培训作业卡以及对应的学员工作票，根据所述学员工作票显示对应的作业工器具，接收使用所述作业工器具执行的电气试验操作，根据所述电气试验操作在所述三维场景中模拟试验情况并进行培训分析。
59.从上述描述可知，对电气试验场景和电气设备建立数字孪生模型，并根据变电站的图纸建立变电站中各层级的模型，能够将建模得到的模型与数字孪生模型相匹配，整合为三维场景。接收教员端发送的培训作业卡，以及对应的学员工作票，并显示出学员工作票所需的作业工器具及安全用具，能够使得学员正确选择并使用所述作业工器具进行电气试验操作，并且由于三维场景中的设备已经与数字孪生模型整合，在进行电气试验操作后三维场景中能够模拟出试验情况，以便于高效进行培训分析与考评鉴定。以此方式，能够针对教员端发送的培训作业卡灵活地进行试验仿真，并且在三维场景中能够按照实际工况灵活真实地进行操作，实操性强，同时不需要基于真实设备进行试验，既提高电气试验培训的安全性与灵活性、又增加无损实操机会及培训的实效性与经济性。
60.进一步地，所述根据变电站的图纸，确定需要建立的模型层级关系和类别，根据所述变电站的模型层级关系和类别分别进行建模和处理包括：
61.根据变电站的总平布置图进行站内场景的搭建，并进行材质处理和贴图制作；
62.根据变电站的cad图纸和实际拍摄图像，对变电站中的一次设备依次进行模型搭
建。
63.由上述描述可知，根据布置图搭建场景模型，根据变电站的cad图和实际拍摄图搭建各一次设备模型，以便于实现变电站三维场景的搭建。
64.进一步地，所述将各建模处理结果以及所述数字孪生模型整合为三维场景包括：
65.将已搭建的场景和已搭建的一次设备模型与对应的数字孪生模型进行关联，结合所述总平布置图将已搭建的一次设备模型摆放至已搭建的场景中。
66.由上述描述可知，将搭建的变电站模型与数字孪生模型进行关联，便于后续直接通过点击三维模型中的各设备模型进行电气试验仿真。
67.进一步地，所述接收电气试验的培训作业卡以及对应的学员工作票，根据所述学员工作票显示对应的作业工器具包括：
68.接收教员端发布的电气试验的培训作业卡；
69.接收学员工作票，并将所述学员工作票发送至教员端或协同操作的试验负责人，接收教员端发送的所述学员工作票的许可信息，若所述许可信息为许可操作，则根据所述学员工作票显示对应的作业工器具，若所述许可信息为不许可操作，则退回所述学员工作票。
70.由上述描述可知，由教员端或协同操作的试验负责人判断学员工作票能否操作，能够保证学员后续操作的正常进行。
71.进一步地，所述接收使用所述作业工器具执行的电气试验操作，根据所述电气试验操作在所述三维场景中模拟试验情况并进行培训分析包括：
72.接收使用所述作业工器具执行的电气试验接线操作和电气试验仪器操作；
73.从数据库中读取不同电气试验的操作状态对应的试验数据，并将所述试验数据显示在电气试验的仪器上，接收所述试验数据的学员分析结果，并根据所述学员分析结果进行培训分析。
74.由上述描述可知，能够在三维场景中选择相应的工器具进行电气试验接线操作，并且对能够模拟电气试验的仪器，模拟其试验接点、操作按钮和功能界面，提高电气试验仿真的逼真度。
75.本发明上述的一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法及终端，适用于变电站的一次设备的电气试验仿真培训，提高电气试验仿真的针对性和灵活性，以下通过具体的实施方式进行说明：
76.实施例一
77.请参照图1，一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法，包括步骤：
78.s1、根据电气场景的实际拍摄图像，建立电气试验场景和电气设备的数字孪生模型。
79.具体的，对试验场景、电气设备建立数字孪生模型，其中电气设备可包括变压器、断路器、隔离开关、避雷器、开关柜等。
80.在本实施例中，需进行数字孪生建模的内容包括：
81.(1)变电站布置及主要建筑物
82.请参照图3，变电站区域的围墙、大门，站内建筑物的结构桩、柱、梁、墙、门、窗等，场地布置的室内外设备区、巡检通道、站内道路等，地下建筑的管道沟，槽、池和井。
83.(2)一次设备及主要部件
84.请参照图4，可包括主变压器的部件(如油浸式变压器的铁芯、绕组、油箱、油枕、散热器、呼吸器、压力释放装置、瓦斯继电器、套管和分接开关等)，高压断路器的部件(如sf6断路器灭弧室的密封瓷套、支持绝缘瓷套、底座箱、气压表等)，电压互感器、电流互感器本体及其附件(如电流互感器串并联接头、油位计、末屏引出线等)，开关柜及封闭式母线桥内一次设备及其附件(如手车式断路器、电流互感器、电压互感器、零序电流互感器、避雷器、带电显示器感应器、支持瓷瓶等)电容器及其附件，消弧线圈和避雷器等。
85.(3)主接线、电缆布置和铺设
86.主接线的物理位置和方式(如三相的架线和接线方式、接地的方式和位置等)，地下沟井中的一次电缆布置和铺设。
87.s2、根据变电站的图纸，确定需要建立的模型层级关系和类别，根据所述变电站的模型层级关系和类别分别进行建模和处理，并将各建模处理结果以及所述数字孪生模型整合为三维场景。
88.请参照图5，在电气试验仿真支撑平台上构建基于虚拟现实技术的110kv变电站和10kv配电线路场景，通过三维虚拟场景和模型来直观展现变电站场景、配电线路场景以及电气设备，将各个设备的外观数据、状态信息等以三维模型颜色、形态、动画等方式进行直观展示。在该变电站的基础上进行后续的变电站设备认识、设备原理讲解和电气试验的作业培训工作。
89.s21、根据变电站的总平布置图进行站内场景的搭建，并进行材质处理和贴图制作。
90.具体的，根据变电站总平布置图，对站内道路、围墙等机构简单形状规范的物体进行搭建，然后进行材质处理、贴图制作，完成后确定各个电压等级、主控室等位置。
91.s22、根据变电站的cad图纸和实际拍摄图像，对变电站中的一次设备依次进行模型搭建。
92.具体的，对站内一次设备逐一进行模型搭建，依据收集到的现场图片信息，结合cad图纸，进行等比例建模，对于相同元素(馈线开关柜、相同电压等级的绝缘子等)可建模后复制。
93.s23、将已搭建的场景和已搭建的一次设备模型与对应的数字孪生模型进行关联，结合所述总平布置图将已搭建的一次设备模型摆放至已搭建的场景中。
94.其中，一次设备建模完毕后，需结合变电站布置图，将搭建好的一次设备模型以及墙壁、构架等元素摆放至相应位置。
95.在一些实施例中，变电站的三维模型可进行全景可视化展示，全景可视化展示满足以下功能：三维模型展示和虚拟现实展示，具体请参照表1。
96.表1变电站三维全景可视化功能表
97.98.[0099][0100]
s3、接收电气试验的培训作业卡以及对应的学员工作票，根据所述学员工作票显示对应的作业工器具，接收使用所述作业工器具执行的电气试验操作，根据所述电气试验操作在所述三维场景中模拟试验情况并进行培训分析。
[0101]
具体的，在110kv仿真变电站的基础上，根据设备电气试验仿真的标准化作业流程，研究和开发电气设备试验在线仿真内容，实现作业前准备、试验接线、仪器操作、数据分析、试验报告填写、设备故障设置模拟等培训功能。
[0102]
电气试验仿真根据电气试验理论建立的数字孪生模型基础上，利用虚拟仿真的电气试验及检测仪器、被试品与后台计算机进行数据交换，通过交互式仿真操作，在虚拟仿真的仪器仪表上表示出来，逼真模拟现场电气试验的整个过程，为开展大规模、高效率、可操作性强的电气试验培训提供实训环境，并实现网络同时在线培训。
[0103]
s31、接收教员端发布的电气试验的培训作业卡。
[0104]
在本实施例中，请参照图6，教员可以管理系统下发电气试验任务对应的作业卡。
[0105]
s32、接收学员工作票，并将所述学员工作票发送至教员端，接收教员端发送的所述学员工作票的许可信息，若所述许可信息为许可操作，则根据所述学员工作票显示对应的作业工器具，若所述许可信息为不许可操作，则退回所述学员工作票。
[0106]
在本实施例中，学员根据作业内容填写办理相应的工作票，教员通过教员端对学员办理的工作票进行许可操作，请参照图7，许可操作后根据工作票准备作业工器具，包括个人工器具、安全工器具、仪器仪表等。
[0107]
s33、接收使用所述作业工器具执行的电气试验接线操作和电气试验仪器操作。
[0108]
具体的，对电气试验的仪器仪表建立了三维模型、数学模型和逻辑机理模型。模拟了仪器的试验接点、操作按钮和功能界面。请参照图8，学员可以在三维场景中选择相应的设备进行电气试验接线操作，逼真模拟仪器操作。
[0109]
s34、从数据库中读取不同电气试验的操作状态对应的试验数据，并将所述试验数据显示在电气试验的仪器上，接收所述试验数据的学员分析结果，并根据所述学员分析结果进行培训分析。
[0110]
具体的，从数据库读取不同状态的试验数据，显示在三维仪器上，让学员进行相对应试验的数据分析，并通过仿真界面上报分析结果。
[0111]
之后，通过三维交互整理清理作业现场，例如：整理工器具，恢复安全措施等。
[0112]
为使得试验项目重难点突出，达到良好的培训效果，还能够实现以下培训辅助功能：帮助信息查看；界面隐藏/显示，如图9和图10具体为提供界面隐藏/显示功能，且通过点选隐藏按钮可自由控制界面的显示与否；步骤跳转，具体为可以任意跳转到不熟悉的步骤或试验的重点步骤进行反复重点练习；警告信息提示，具体为对学员的操作给予正确与否的反馈提示信息；如图11进行场景高亮提示；视野控制功能，具体为通过键盘鼠标控制视野，在试验作业场景中自由漫游，加深对作业环境的熟悉程度。
[0113]
在一些实施例中，培训辅助功能中还可以包括学员技能智能化考评：
[0114]
实现受训人员在仿真学习模块中所学知识的基础上，对电气试验作业流程、操作标准、安全管控、试验结果分析等业务技能进行仿真模拟互动操作的考核，通过三维展示和虚拟现实方式实现试验基本项目、工具操作、现场操作、安全管控、试验结果分析、工作终结等仿真模拟效果，使受训人员在不同工况和初始条件下能进行知识考核、操作考核等培训，达到安全作业水平与试验技能水平共同提高的目的，同时满足试验技能等级评价、技能竞赛的培训需求。
[0115]
考评应通过培训行为采集组件实时监听各类用户事件，收集事件产生的各类数据，持久化存储于数据库中。
[0116]
变电站电气试验作业项目多，内容知识点丰富，因而仿真培训系统要支持基于试验步骤的考题设置功能，包括考题的显示与查询、新增考题、编辑考题、删除考题、考题预览等功能。具体要求如表2所示。
[0117]
表2考题设置功能表
[0118][0119]
在一些实施例中，培训辅助功能中还具备工况管理、故障设置、教案管理、培训进程的启动退出以及记录学员操作、操作结果评判等功能。
[0120]
实施例二
[0121]
请参照图2，一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的终端1，包括存储器2、处理器3以及存储在所述存储器2上并可在处理器3上运行的计算机程序，所述处理器3执行所述计算机程序时实现实施例一的一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法的各个步骤。
[0122]
综上所述，本发明提供的一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法及终端，对电气试验场景和电气设备建立数字孪生模型，并根据变电站的图纸建立变电站中各层级的模型，能够将建模得到的模型与数字孪生模型相匹配，整合为三维场景。接收教员端发送的培训作业卡，以及对应的学员工作票，并显示出学员工作票所需的作业工器具，能够使得学员使用所述作业工器具进行电气试验操作，并且由于三维场景中的设备已经与数字孪生模型整合，在进行电气试验操作后三维场景中能够模拟出试验情况，以便于快速进行培训分析。以此方式，能够针对教员端发送的培训作业卡灵活地进行试验仿真，并且在三维场景中能够灵活真实地进行操作，实操性强，同时不需要基于真实设备进行试验，提高安全性的同时增加了实操机会。
[0123]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法，其特征在于，包括步骤：根据电气场景的实际拍摄图像，建立电气试验场景和电气设备的数字孪生模型；根据变电站的图纸，确定需要建立的模型层级关系和类别，根据所述变电站的模型层级关系和类别分别进行建模和处理，并将各建模处理结果以及所述数字孪生模型整合为三维场景；接收电气试验的培训作业卡以及对应的学员工作票，根据所述学员工作票显示对应的作业工器具，接收使用所述作业工器具执行的电气试验操作，根据所述电气试验操作在所述三维场景中模拟试验情况并进行培训分析。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法，其特征在于，所述根据变电站的图纸，确定需要建立的模型层级关系和类别，根据所述变电站的模型层级关系和类别分别进行建模和处理包括：根据变电站的总平布置图进行站内场景的搭建，并进行材质处理和贴图制作；根据变电站的cad图纸和实际拍摄图像，对变电站中的一次设备依次进行模型搭建。3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法，其特征在于，所述将各建模处理结果以及所述数字孪生模型整合为三维场景包括：将已搭建的场景和已搭建的一次设备模型与对应的数字孪生模型进行关联，结合所述总平布置图将已搭建的一次设备模型摆放至已搭建的场景中。4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法，其特征在于，所述接收电气试验的培训作业卡以及对应的学员工作票，根据所述学员工作票显示对应的作业工器具包括：接收教员端发布的电气试验的培训作业卡；接收学员工作票，并将所述学员工作票发送至教员端，接收教员端发送的所述学员工作票的许可信息，若所述许可信息为许可操作，则根据所述学员工作票显示对应的作业工器具，若所述许可信息为不许可操作，则退回所述学员工作票。5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法，其特征在于，所述接收使用所述作业工器具执行的电气试验操作，根据所述电气试验操作在所述三维场景中模拟试验情况并进行培训分析包括：接收使用所述作业工器具执行的电气试验接线操作和电气试验仪器操作；从数据库中读取不同电气试验的操作状态对应的试验数据，并将所述试验数据显示在电气试验的仪器上，接收所述试验数据的学员分析结果，并根据所述学员分析结果进行培训分析。6.一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：根据电气场景的实际拍摄图像，建立电气试验场景和电气设备的数字孪生模型；根据变电站的图纸，确定需要建立的模型层级关系和类别，根据所述变电站的模型层级关系和类别分别进行建模和处理，并将各建模处理结果以及所述数字孪生模型整合为三维场景；接收电气试验的培训作业卡以及对应的学员工作票，根据所述学员工作票显示对应的
作业工器具，接收使用所述作业工器具执行的电气试验操作，根据所述电气试验操作在所述三维场景中模拟试验情况并进行培训分析。7.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的终端，其特征在于，所述根据变电站的图纸，确定需要建立的模型层级关系和类别，根据所述变电站的模型层级关系和类别分别进行建模和处理包括：根据变电站的总平布置图进行站内场景的搭建，并进行材质处理和贴图制作；根据变电站的cad图纸和实际拍摄图像，对变电站中的一次设备依次进行模型搭建。8.根据权利要求7所述的一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的终端，其特征在于，所述将各建模处理结果以及所述数字孪生模型整合为三维场景包括：将已搭建的场景和已搭建的一次设备模型与对应的数字孪生模型进行关联，结合所述总平布置图将已搭建的一次设备模型摆放至已搭建的场景中。9.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的终端，其特征在于，所述接收电气试验的培训作业卡以及对应的学员工作票，根据所述学员工作票显示对应的作业工器具包括：接收教员端发布的电气试验的培训作业卡；接收学员工作票，并将所述学员工作票发送至教员端，接收教员端发送的所述学员工作票的许可信息，若所述许可信息为许可操作，则根据所述学员工作票显示对应的作业工器具，若所述许可信息为不许可操作，则退回所述学员工作票。10.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的终端，其特征在于，所述接收使用所述作业工器具执行的电气试验操作，根据所述电气试验操作在所述三维场景中模拟试验情况并进行培训分析包括：接收使用所述作业工器具执行的电气试验接线操作和电气试验仪器操作；从数据库中读取不同电气试验的操作状态对应的试验数据，并将所述试验数据显示在电气试验的仪器上，接收所述试验数据的学员分析结果，并根据所述学员分析结果进行培训分析。

技术总结
本发明公开了一种基于数字孪生的电气试验仿真培训的方法及终端，对电气试验场景和电气设备建立数字孪生模型，并根据变电站的图纸建立变电站中各层级的模型，能够将建模得到的模型与数字孪生模型相匹配，整合为三维场景。接收教员端发送的培训作业卡，以及对应的学员工作票，并显示出学员工作票所需的作业工器具，能够使得学员使用所述作业工器具进行电气试验操作，在进行电气试验操作后三维场景中能够模拟出试验情况，以便于快速进行培训分析。以此方式，能够针对教员端发送的培训作业卡灵活地进行试验仿真，并且在三维场景中能够灵活真实地进行操作，实操性强，同时不需要基于真实设备进行试验，提高安全性的同时增加了实操机会。机会。机会。


技术研发人员：林建军 黄朵 郭清彬 王如军 林碧云 黄帮局 胡忠洋
受保护的技术使用者：福建省电力有限公司泉州电力技能研究院 国网福建省电力有限公司 北京科东电力控制系统有限责任公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/9/26