[發明專利]基于虛擬現實的風電流場顯示方法、裝置及系統

在審

• 申請號: 201710396134.3
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107368937A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 薛宇;劉燕;王虎;唐宏芬
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F3/01;G06T19/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙)32257
• 代理人: 王東偉

技術領域

本發明屬于風電技術領域，尤其涉及一種基于虛擬現實的風電流場顯示方法、裝置及系統。

背景技術

目前，風電信息監控一般采用SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，數據采集與監視控制系統)進行風電場數據信息監控，數據信息的呈現方式一般以數值及文字為主，基于技術交流及技術培訓的需要，風電場信息常被用于相關技術人員培訓及演示，由于數據的直觀性及用戶體驗較差，所以通常難以達到預期的效果，有待進一步改進。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種基于虛擬現實(VR)和CFD(計算流體動力學)/CSD(計算結構動力學)計算分析的風電流場顯示方法、裝置及系統，以提高風電場演示的效果及用戶體驗。

本發明提供了一種基于虛擬現實的風電流場顯示方法，包括：

基于融合有風力機模型的具有3D效果顯示的風電場模型，獲取流過地表和風力機的流線信息及風力機及葉片表面的壓力數據；其中，該風電場模型包括地形地貌、海浪；

基于風力機模型及獲取的風力機及葉片表面的壓力數據，進行結構載荷和震動模態計算分析，獲取最大載荷及相應模態信息；

將獲取的流過地表和風力機的流線信息及最大載荷及相應模態信息，分別用于風電場模型中3D湍流風顯示及結構載荷和振動的3D顯示；

將包括3D湍流風顯示及結構載荷和振動的3D顯示的風電場完整3D效果顯示與虛擬現實設備關聯，用以風電場的虛擬現實。

進一步地，該方法還包括：基于風電場現實地形結構建立風電場模型，用于虛擬現實效果增強。

進一步地，基于風電場現實地形結構建立的風電場模型包括第一風電場模型及第二風電場模塊，第一風電場模型用于3D增強顯示，第二風電場模型用于CFD流場計算。

進一步地，該方法還包括：基于風力機結構信息建立風力機模型，風力機模型包括第一風力機模型及第二風力機模型，第一風力機模型用于顯示風力機內部及外部結構效果，第二風力機模型用于CSD載荷模態計算。

進一步地，該方法還包括：將基于風電場現實地形結構建立的風電場模型與基于風力機結構信息建立的風力機模型融合，獲取該融合有風力機模型的具有3D效果顯示的風電場模型。

進一步地，將基于風電場現實地形結構建立的風電場模型與基于風力機結構信息建立的風力機模型融合包括：將第一風電場模型與第一風力機模型融合，將第二風電場模型與第二風力機模型融合。

進一步地，獲取流過地表和風力機的流線信息具體包括：選取典型風況，基于CFD計算整個流場的流動信息，提取流過地表和風力機的流線信息，用于3D湍流風顯示；其中，典型風況包括：5m/s、8m/s、10m/s，13m/s、20m/s。

本發明還提供了一種基于虛擬現實的風電流場顯示裝置，包括：

獲取模塊，用于基于融合有風力機模型的具有3D效果顯示的風電場模型，獲取流過地表和風力機的流線信息及風力機及葉片表面的壓力數據；其中，該風電場模型包括地形地貌、海浪。

分析模塊，用于基于風力機模型及獲取的風力機及葉片表面的壓力數據，進行結構載荷和震動模態計算分析，獲取最大載荷及相應模態信息。

處理模塊，用于將獲取的流過地表和風力機的流線信息及最大載荷及相應模態信息，分別用于風電場模型中3D湍流風顯示及結構載荷和振動的3D顯示。

關聯模塊，用于將包括3D湍流風顯示及結構載荷和振動的3D顯示的風電場完整3D效果顯示與虛擬現實設備關聯，用以風電場的虛擬現實。

本發明還提供了一種基于虛擬現實的風電流場顯示系統，包括上述基于虛擬現實的風電場顯示裝置及虛擬現實設備，該基于虛擬現實的風電場顯示裝置通過該關聯模塊與該虛擬現實設備連接。

借由上述方案，通過基于虛擬現實的風電流場顯示方法、裝置及系統，提高了風電場演示的效果及用戶體驗。實際現場環境和風機設備的真實構造進行三維建模，將實際風電場的工作環境和風機組結構進行虛擬重現，向操作人員顯示風電場虛擬三維環境，操作人員通過VR手柄和數據手套與虛擬環境進行交互，實現運維作業風險評估。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

附圖說明

圖1是本發明基于虛擬現實的風電流場顯示方法一實施例的流程圖；

圖2是本發明基于虛擬現實的風電流場顯示裝置一實施例的結構框圖。

具體實施方式