阅读说明：本技术 一种电力物联网仿真培训系统及方法 (Electric power Internet of things simulation training system and method ) 是由 赵伟 杨峰 王晓亮 杨黄河 韩周 徐基前 方昆 于 2019-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明提出的一种电力物联网仿真培训系统,包括：故障仿真部分和培训课件部分,故障仿真部分包括：仿真场景搭建模块,用于结合数字化仿真模型和实体设备搭建仿真场景,并用于获取故障指令,控制数字化仿真模型和实体设备分别模拟故障；仿真管理模块,与仿真场景搭建模块连接,用于同步生成数字化仿真模型和实体设备的状态信息。本发明应用仿真、通信技术,结合数学模型算法,提供了适应现有营销业务培训需求、满足泛在电力物联网建设所需的标准化实训软件及仿真场景,模拟各种用电场景及故障现象,进行现场故障的仿真模拟及培训教学。(The invention provides a power Internet of things simulation training system, which comprises: the fault simulation part comprises: the simulation scene building module is used for building a simulation scene by combining the digital simulation model and the entity equipment, acquiring a fault instruction and controlling the digital simulation model and the entity equipment to respectively simulate faults; and the simulation management module is connected with the simulation scene building module and is used for synchronously generating the state information of the digital simulation model and the entity equipment. The invention applies simulation and communication technologies and combines a mathematical model algorithm, provides standard practical training software and simulation scenes which are suitable for the training requirements of the existing marketing business and meet the requirements of the construction of the ubiquitous power Internet of things, simulates various power utilization scenes and fault phenomena, and carries out simulation, training and teaching of field faults.)

一种电力物联网仿真培训系统及方法

技术领域

本发明涉及电网培训技术领域，尤其涉及一种电力物联网仿真培训系统及方法。

背景技术

随着国网公司在泛在电力物联网、企业数据中台建设方向的推进，必将对用电末端客户侧设备要求更严格，要求现场设备在信息收集、交互方面将向着更加智能化、多元化、数据精细化应用方向发展，从而要求计量工作人员从传统单一的计量作业能力，向更全面的综合计量专业能力发展，在已有业务专精的基础上还需具备对信息、安全、通信、计量设备稳定运行维护等方面的能力，以满足未来国网公司能源互联网构架下营销计量现代化高速发展对人才的需求。

可见，未来对于电力工作人员的业务能力需求更加严格，从而导致电力工作人员需要更加灵活、高效的教学与培训。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种电力物联网仿真培训系统及方法。

本发明提出的一种电力物联网仿真培训系统，包括：故障仿真部分和培训课件部分，故障仿真部分包括：

仿真场景搭建模块，用于结合数字化仿真模型和实体设备搭建仿真场景，并用于获取故障指令，控制数字化仿真模型和实体设备分别模拟故障；

仿真管理模块，与仿真场景搭建模块连接，用于同步生成数字化仿真模型和实体设备的状态信息。

优选的，仿真场景搭建模块中预设有多个仿真场景，并对应每一个仿真场景均设有对应的实体设备搭建单元；仿真场景搭建模块用于在获取到仿真场景指令后，根据仿真场景指令生成数字化仿真模型，并将数字化仿真模型与实体设备搭建单元相结合获得仿真场景。

优选的，故障仿真部分还包括故障指令模块，用于存储多种故障指令；故障指令模块与仿真场景搭建模块连接，用于向仿真场景搭建模块发送故障指令。

优选的，培训课件部分包括课件存储模块和显示模块；

课件存储模块中存储有对应不同仿真场景和故障诊断方式的课件；显示模块与课件存储模块连接，用于显示课件。

优选的，还包括控制器，控制器分别连接仿真场景搭建模块和课件存储模块；控制器用于用于控制仿真场景搭建模块根据课件中包含的故障指令进行故障模拟。

优选的，控制器还连接故障指令模块，控制器中预设有课件与故障指令的对应关系，控制器用于控制故障指令模块向仿真场景搭建模块发送当前课件对应的故障指令。

优选的，还包括输入模块，输入模块与控制器连接，控制器还用于将输入模块输入的故障修正指令发送给仿真场景搭建模块，仿真场景搭建模块用于根据故障修正指令对模拟故障状态下的仿真场景进行修正模拟；

优选的，控制器还连接仿真管理模块，用于根据输入模块输入的操作指令控制仿真管理模块向显示模块发送对应的电网数据。

一种电力物联网仿真培训方法，包括以下步骤：

S1、建立包含数字化仿真模型和实体设备的仿真场景；

S2、获取故障指令，并通过数字化仿真模型和实体设备根据故障指令进行故障模拟；

S3、同步获取仿真场景中数字化仿真模型和实体设备的运行数据，并根据运行数据进行故障排查；

优选的，还包括：

S4、通过注销数字化仿真模型和初始化实体设备，解除仿真场景和模拟故障。

本发明提出的一种电力物联网仿真培训系统，通过数字化仿真模型和实体设备结合，既避免了实体设备成本高和占用空间对仿真场景搭建的限制，又可通过实体设备进行故障模拟，使得现场人员对实体设备故障进行认识和修正练习，以便提高培训质量，同时，还可通过实体设备维修检测培训效果。通过状态信息同步，实现了运行数据的仿真，有利于提高仿真场景的仿真效果，提高现场人员结合状态信息对仿真场景进行学习的效果，从而进一步提高培训效果。

本发明提出的一种电力物联网仿真培训方法，通过数字化仿真模型和实体设备结合，即保证了仿真场景的全面，又通过实体设备给学员提供了实际操作的机会；通过与模拟故障同步的运行数据，进一步提高了仿真场景和模拟故障的真实效果，从而保证了故障排查的真实性和培训效果。

本发明应用仿真、通信技术，结合数学模型算法,提供了适应现有营销业务培训需求、满足泛在电力物联网建设所需的标准化实训软件及仿真场景，模拟各种用电场景及故障现象，进行现场故障的仿真模拟及培训教学。本发明通过末端感知层设备数字化建模、故障仿真及体验式培训，有利于提升基层员工业务技能和工作效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种电力物联网仿真培训系统结构图；

图2为本发明提出的一种电力物联网仿真培训方法流程图。

具体实施方式

参照图1，本发明提出的一种电力物联网仿真培训系统，包括：故障仿真部分和培训课件部分。故障仿真部分包括：仿真场景搭建模块和仿真管理模块。

仿真场景搭建模块，用于结合数字化仿真模型和实体设备搭建仿真场景，并用于获取故障指令，控制数字化仿真模型和实体设备分别模拟故障。

如此，本实施方式中，通过数字化仿真模型和实体设备结合，既避免了实体设备成本高和占用空间对仿真场景搭建的限制，又可通过实体设备进行故障模拟，使得现场人员对实体设备故障进行认识和修正练习，以便提高培训质量，同时，还可通过实体设备维修检测培训效果。

仿真管理模块，与仿真场景搭建模块连接，用于同步生成数字化仿真模型和实体设备的状态信息。如此，通过状态信息同步，实现了运行数据的仿真，有利于提高仿真场景的仿真效果，提高现场人员结合状态信息对仿真场景进行学习的效果，从而进一步提高培训效果。

具体的，本实施方式中，每一个仿真场景均包含至少一个台区。如此，数字化仿真模型包括模拟线路、计量箱、电能表、采集终端、现场作业终端等电力设备，实体设备也包括模拟线路、计量箱、电能表、采集终端、现场作业终端等电力设备中的一项或者多项。具体实施时，为了节约成本实现设备中包含1个采集设备以及1到5个电能表，具体可采用3个电能表。

本实施方式中，仿真场景搭建模块中预设有多个仿真场景，并对应每一个仿真场景均设有对应的实体设备搭建单元。仿真场景搭建模块用于在获取到仿真场景指令后，根据仿真场景指令生成数字化仿真模型，并将数字化仿真模型与实体设备搭建单元相结合获得仿真场景。如此，本实施方式中，通过数字化仿真模型与实体设备搭建单元的不同组合，可实现多种不同的仿真场景，进一步提高了该培训系统的普适性。同时，本实施方式中，实体设备搭建单元由人工通过实体设备搭建而成，数字化仿真模型可根据需求即时生成，进一步保证了仿真场景的丰富，并保证了仿真场景搭建的灵活性。

本实施方式中，故障仿真部分还包括故障指令模块，用于存储多种故障指令。故障指令模块与仿真场景搭建模块连接，用于向仿真场景搭建模块发送故障指令。如此，通过故障指令模块对故障指令的集中存储，方便了故障指令的积累和丰富，从而进一步提高培训内容的丰富，提高培训效果。

本实施方式中，培训课件部分包括课件存储模块和显示模块。

课件存储模块中存储有对应不同仿真场景和故障诊断方式的课件。显示模块与课件存储模块连接，用于显示课件。

具体的，本实施方式中，课件包含：内容简述、场景描述、设置故障和故障诊断流程等。内容简述用于提供课件培训目的和对应的理论知识要点等，以便学员尽快进入状态；场景描述进一步提供仿真场景信息例如“箱变台区”以及数字化仿真模型和实体设备的组成等；设置故障包含该课件对应的一个或者多个故障类型；故障诊断流程用于提供设置故障中提供的故障类型对应的诊断方式。

具体的，本方式中提供的课件可参考下表1。

表1：课件范本

本实施方式中的电力物联网仿真培训系统，还包括控制器，控制器分别连接仿真场景搭建模块和课件存储模块。控制器用于用于控制仿真场景搭建模块根据课件中包含的故障指令进行故障模拟。如此，在学员学习时，可通过仿真场景的模拟配合课件讲解，加强学员对学习内容的理解。具体的，本实施方式中，控制器还连接故障指令模块，控制器中预设有课件与故障指令的对应关系，控制器用于控制故障指令模块向仿真场景搭建模块发送当前课件对应的故障指令。本实施方式中，通过控制器对故障指令模块中存储的故障指令的调用，有利于保证仿真场景中模拟故障与课件的同步，并且通过故障指令在故障指令模块中的存储积累，有利于提高故障指令的发送和解析效率，从而提高仿真场景的故障模拟效率。

本实施方式中的电力物联网仿真培训系统，还包括输入模块，输入模块与控制器连接，控制器还用于将输入模块输入的故障修正指令发送给仿真场景搭建模块，仿真场景搭建模块用于根据故障修正指令对模拟故障状态下的仿真场景进行修正模拟。如此，控制器通过解析故障修正指令，可在仿真场景中模拟故障修正指令的操作效果，从而可实现学员进行虚拟练习或者考核，通过仿真场景中的虚拟练习，丰富学员的操作经验，进一步提高培训效果。

本实施方式中，控制器还连接仿真管理模块，用于根据输入模块输入的操作指令控制仿真管理模块向显示模块发送对应的电网数据。如此，通过显示模块对仿真场景中电网数据进行显示，有利于学员实时了解仿真场景对应的电网运行状态，提高仿真效果。

参照图2，本发明还提出了一种电力物联网仿真培训方法，包括以下步骤。

S1、建立包含数字化仿真模型和实体设备的仿真场景。如此，通过数字化仿真模型和实体设备结合，即保证了仿真场景的全面，又通过实体设备给学员提供了实际操作的机会。

S2、获取故障指令，并通过数字化仿真模型和实体设备根据故障指令进行故障模拟。具体的，本步骤中，通过对故障指令进行解析，获取仿真场景中各数字化仿真模型和实体设备的运行参数，然后根据获取的运行参数更新各数字化仿真模型，并调整各实体设备的运行状态。

S3、同步获取仿真场景中数字化仿真模型和实体设备的运行数据，并根据运行数据进行故障排查。如此，本步骤中，通过与模拟故障同步的运行数据，进一步提高了仿真场景和模拟故障的真实效果，从而保证了故障排查的真实性和培训效果。

本方法还包括：

S4、通过注销数字化仿真模型和初始化实体设备，解除仿真场景和模拟故障。实体设备的初始化，方便了下一次仿真场景的搭建。

以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。