一种升压站仿真操作自动评分系统、方法及设备与流程

本发明属于升压站运维技术领域，具体涉及一种升压站仿真操作自动评分系统、方法及设备。

背景技术：

随着电力技术的发展，新建电厂升压站多采用了气体绝缘金属封闭开关设备(简称gis)，gis设备可靠性高，占地面积小，不受外界环境影响，运行安全可靠，平时的操作次数少，在变电站中得到了广泛应用，在带来方便的同时也对人员的操作学习带来负面影响，不具备实际操作和考评条件，220kv升压站的工作维护存在潜在安全隐患。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种升压站仿真操作自动评分系统、方法及设备，实现停送电操作、母线倒排、发电机并网前的检查等重要操作训练及考评；为操作员对220kv升压站电气操作学习和培训提供条件，有利于提高220kv升压站的工作维护和运行过程的安全性和可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种升压站操作技能评分系统，包括试题获取单元、操作记录单元、线路和设备状态记录单元、比对单元、评分输出单元、模型库以及试题库；模型库中存储升压站标准操作票预案及其动作之后线路和设备的状态信息；试题库中存储针对升压站标准操作票的自动评分规则；

在操作前先从获取试题库中对应的自动评分规则，操作记录单元自动记录操作者在操作员站上进行的操作步骤、包括查看的画面；

线路和设备状态记录单元获取操作者在评测过程中每一个操作之后线路和设备的状态；

比对单元用于将操作者的操作步骤及其对应的线路和设备状态与模型库中的操作步骤及其对应的线路和设备状态进行比对，得到评分结果；

评分输出单元将所述评分结果进行可视化输出。

根据升压站的各种操作预案建立模型库，根据升压站和现场实际操作票建立自动评分规则。

评分输出单元将评分明细通过表格数据库图形化显示。

一种升压站操作技能评分方法，包括以下步骤：

调用针对培训内容的试题卷；

自动获取操作过程中的操作步骤和线路设备信息；

根据标准操作票预案比对所述操作步骤和线路设备信息是否正确，并得到评分结果；

将评分结果进行可视化输出。

将评分明细通过表格数据库图形化显示并输出，所述评分明细中包括错误点以及提示信息。

所述操作包括若干项，对操作步骤打分第i项为操作得分popi和危险因子扣分值pdgi，对应第i项的电气操作过程，考试人员的操作正确性和错误风险性分别形成自动评分项，综合后得到第i项操作分数popi和危险因子扣分值pdgi：

pto＝∑popi+∑(pseti-pdgi)

其中，pto为最终得分，满分为一百分，popi为第i项操作步骤中正确操作流程的得分，pseti为第i项操作步骤中违反操作票的扣分因子，pdgi为第i项操作步骤中错误操作流程的危险因子扣分值。

所述操作和考评项目包括线路送电操作和考评、线路停电操作和考评、发变组运行转检修/检修转运行的操作和考评以及线路倒母线操作和考评。

一种计算机设备，包括但不限于一个或多个处理器以及存储器，存储器用于存储计算机可执行程序，处理器从存储器中读取部分或全部所述计算机可执行程序并执行，处理器执行部分或全部计算可执行程序时能实现本发明所述升压站操作技能评分方法的部分步骤或所有步骤。

一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，能实现本发明所述升压站操作技能评分方法。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

通过3d虚拟gis升压站自动评分系统不仅可以查看开关柜内设备，为操作人员提供电气作业操作和考评平台，为220kv升压站的电气作业操作人员提供可以实现停送电操作、母线倒排、发电机并网前的检查等重要操作训练及考评；可以为220kv升压站的电气作业操作人员提供作业的统计数据，有助于分析操作错误和问题，有助于提高提高220kv升压站的工作维护和运行过程的安全性和可靠性，保障安全生产。

通过本发明所述评分方法，能够实现对操作者的电气操作动作进行评分并给出可视化的评分结果，能使操作者及时发现问题，有助于后续进行针对性改进，确保操作的准确性。

附图说明

图1为评分原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细阐述。

通过虚拟现实模拟出220kvgis升压站，所述升压站按照现场实际尺寸进行3d虚拟，实现开关的分合操作，每一个断路器、刀闸以及接地刀闸的开关二次控制电源开关完全按照现场就地样式进行仿真，开关的远方就地操作方式、开关五防操作与实际机组保持一致，所有电气票上涉及的220kv线路保护柜操作都按照现场实际进行仿真；为运行人员的电气操作学习和培训带来便利，有利于运行人员快速熟悉和掌握线路停送电操作和母线倒排操作等运行重大操作过程；通过评分系统对学员的操作过程进行评价，操作人员亦可进行自我学习和操作练习，并根据评分来改进自己操作，3d虚拟220kvgis升压站的基本操作采用电竞常用操作进行设计，无需专门培训年轻员工即可上手操作。

从运行人员使用情况上看，练习时间长的人员对现场的设备操作更加熟练，运行部还专门修改了培训管理制度，将仿真系统的使用纳入人员定岗晋升管理制度，技能考核采用仿真机上机实操考核，进一步强化运行人员的实操培训。

为了改变现状，让运行人员能够尽快掌握220kvgis系统的相关操作，开发了一套以日照电厂一个gis升压站为原型的3d虚拟220kvgis升压站，在原有仿真机控制系统的基础上进一步改进了仿真系统的自动评分模块，通过3d虚拟220kvgis升压站实现220kv线路停电、送电以及母线倒排，发电机并网前操作等运行重大操作培训和对人员操作过程自动进行评分，系统可以完整实现包括五防操作在内的220kv电气系统仿真控制操作，紧贴现场实际操作，不仅可以通过仿真自动评分系统对学员的操作过程进行评价，学员亦可进行自我学习和操作练习，熟悉整个电气操作过程，3d虚拟的220kvgis操作培训系统给运行人员的学习带来便利，对提升运行人员的电气操作技能具有极大的帮助。

升压站线路停送电操作、母线倒排以及发电机并网前的检查等重要操作按照对电厂现场实际应用的电气操作票都有对应自动评分模块及方法，自动评分模块和符合现场实际情况，能够自动判断出操作人员的操作步序是否符合电气操作规范，操作完成后设备状态是否符合现场实际。

在运行人员操作前，先打开对应的自动评分模块，系统可以自动记录运行人员在操作员站的操作过程和系统参数信息，在规定的时间内操作完成后，由系统自动对运行人员的操作进行自动评分，然后运行人员可以根据自动评分对自己的操作过程进行核对。

一种升压站操作技能评分系统，包括试题获取单元、动作记录单元、线路和设备状态记录单元、比对单元、评分输出单元、模型库以及试题库；模型库中存储升压站标准操作票预案及其动作之后线路和设备的状态信息；试题库中存储针对升压站标准操作票的试题；

试题获取单元用于从试题库中获取针对培训内容的试题卷；

动作记录单元用于记录操作者在评测过程中的操作步骤；

线路和设备状态记录单元获取操作者在评测过程中每一个操作之后线路和设备的状态；

比对单元用于将操作者的操作步骤及其对应的线路和设备状态与模型库中的操作步骤及其对应的线路和设备状态进行比对，得到评分结果；

评分输出单元将所述评分结果进行可视化输出。

根据升压站的各种操作预案建立模型库，根据升压站和现场实际操作票建立试题库。

评分输出单元将评分明细通过表格数据库图形化显示。

参考图1，一种升压站操作技能评分方法，包括以下步骤：

获取针对培训内容的试题卷；

获取操作过程中的操作步骤和线路设备信息；

根据标准操作票预案比对所述操作步骤和线路设备信息是否正确，并得到评分结果；

将评分结果进行可视化输出。

3d虚拟220kvgis升压站仿真操作自动评分系统能实现二维监控画面和三维升压站场景的控制操作，完成各种输电模式下的不同倒闸操作任务和计算机打分考评；主要的操作和考评内容有：

1、线路送电操作和考评；

2、线路停电操作和考评；

3、发变组运行转检修/检修转运行的操作和考评；

4、线路倒母线操作和考评。

一种基于3d虚拟仿真培训系统的升压站操作技能评分方法，包括以下内容：

获取针对培训内容的试题卷；

获取操作过程中的操作步骤和线路设备信息；

根据标准操作票预案比对所述操作步骤和线路设备信息是否正确，并得到评分结果；将评分结果进行可视化输出。

将评分明细通过表格数据库图形化显示并输出，所述评分明细中包括错误点以及提示信息。

所述操作包括若干项，对操作步骤打分第i项为操作得分popi和危险因子扣分值pdgi，对应第i项的电气操作过程，考试人员的操作正确性和错误风险性分别形成自动评分项，综合后得到第i项操作分数popi和危险因子扣分值pdgi：

pto＝∑popi+∑(pseti-pdgi)

其中，pto为最终得分，满分为一百分，popi为第i项操作步骤中正确操作流程的得分，pseti为第i项操作步骤中违反操作票的扣分因子，pdgi为第i项操作步骤中错误操作流程的危险因子扣分值。

针对只有“对”或“错”的操作票，操作正确，则该项满分，如果错误，则该项0分；对于

有评分规则如下：1、操作票操作完成后，如果线路重要开关、隔离刀闸没有在正确状态的，本次操作评分直接判0分。

2、对操作关键项进行检查出现严重错误的，本次操作评分直接判0分。

3、对操作顺序进行逻辑判断检查，没有按照规定步序操作，出现严重错误的本次操作评分直接判0分，没有出现严重错误的按照操作步序数比例进行扣分。

4、对操作过程中用的控制电源开关、保险、保护压板没有操作的或操作后没有按照操作票恢复正常状态的，按操作票条数比例扣分。

5、对于操作前没有携带必备安全工器具的扣10分，携带工器具缺少的，按必须携带的工器具数量按比例扣分。

6、对于操作票执行过程中，需要检查的参数没有到规定画面或位置进行检查的按照操作票条数比例进行扣分。

7、在整个操作完成后对整个操作票完成后的状态进行检查，状态不一致的按照重要程度进行扣分，出现严重错误的判0分，其他按操作票条数比例进行扣分。

8、操作过程中出现漏项操作的不影响正常操作的操作票条数比例进行扣分。

9、对操作过程中状态多次变化的设置专用变量对状态进行逻辑判断，操作存在错误的按照步序规则评分。

本方法能灵活的判断操作过程的逻辑过程，智能打分并给出错误点和提示信息；可以确保电气设备五防操作的准确性，大大减少电气高压设备损坏和人生安全事故。

本发明还提供一种计算机设备，包括但不限于一个或多个处理器以及存储器，存储器用于存储计算机可执行程序，处理器从存储器中读取部分或全部所述计算机可执行程序并执行，处理器执行部分或全部计算可执行程序时能实现本发明所述升压站操作技能评分方法的部分步骤或所有步骤，存储器还用于存储试题、操作人员的身份信息、本发明所述方法每一步骤的中间结果和最终结果。

同时提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，能实现本发明所述的升压站操作技能评分方法。

所述计算机设备可以采用笔记本电脑、平板电脑、桌面型计算机、手机或工作站。

本发明还提供输出装置，所述输出装置连接处理器的输出端，输出装置为显示器或打印机。

处理器可以是中央处理器(cpu)；对于本发明所述存储器，可以是笔记本电脑、平板电脑、桌面型计算机、或工作站的内部存储单元，如内存、硬盘；也可以采用外部存储单元，如移动硬盘、闪存卡。

计算机可读存储介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机可读存储介质可以包括：只读存储器(rom，readonlymemory)、随机存取记忆体(ram，randomaccessmemory)、固态硬盘(ssd，solidstatedrives)或光盘等。其中，随机存取记忆体可以包括电阻式随机存取记忆体(reram,resistancerandomaccessmemory)和动态随机存取存储器(dram，dynamicrandomaccessmemory)。

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