寒區平原河流水電站虛擬仿真實驗是黑龍江大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：寒區平原河流水電站虛擬仿真實驗
- 課程負責人：於奎
- 建設院校：黑龍江大學
- 授課教師：姜艷、史長瑩、嚴俊、孫黎明
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
由於水電站建設周期長，工程建成後不可逆，以及正常教學與工程施工之間的時效性等問題，都給學生深入學習水輪機結構、水電站發電與檢修過程、廠房的組成與電站的施工等知識帶來了難度，根據能實不虛，虛實結合的原則，我們開發了寒區平原河流水電站虛擬仿真實驗軟體，該實驗軟體能夠滿足高階性、創新性與挑戰度的要求。
該實驗軟體的開發突出了寒區工程特色，在依託工程的燈泡式水輪發電機組基礎上，又增加了立軸混流式機組的水電站進行虛擬仿真。軟體對工程和實驗資源實現了三維全景的虛擬現實，是基於區域地形地貌、水輪機、發電機、水電站廠房和壩體等而開發的，能夠模擬出一個可互動的、虛擬的水電站內部設備和廠房的三維空間虛擬工程場景，其中包括所有相應內部結構部件、施工及運行等實際過程的多比例、多視角切換的三維空間虛擬工程場景，將水電站樞紐布置、水電站廠房內部結構、蝸殼和尾水管結構、水輪機結構、水輪發電機組發電過程、機組檢修過程等直觀的呈現在學生面前，讓學生在接近真實水電站運行環境的虛擬現場進行模擬實驗，彌補了教學過程中因不具備實際工程場景與資源，很難讓學生對比較抽象的水電站相關知識徹底了解的問題，大大調動了學生學習的積極性和主動性，收到事半功倍的學習效果，達到了教學大綱的要求，顯著地提高了學生的創新和實踐能力。
教學目標
1.通過水電站樞紐認知實驗，使學生了解水電樞紐建築物的組成、作用及樞紐的布置特點。
⒉通過水輪發電機組認知實驗，使學生掌握燈泡式水輪發電機組機與混流式水輪發電機組的組成結構及各自的作用，為水輪機選型設計打下基礎。
3.通過水電站廠房認知實驗，使學生掌握水電站廠房的組成結構，並能夠正確按照施工順序進行組裝實驗。
4.泄洪閘、舌瓣門仿真實驗:學生通過設定參數或者推動調節閘門開度的滑塊來控制閘門的開度。向左控制舌瓣門，向右控制泄洪閘。舌瓣門工作時，設定水庫結冰厚度，模擬流冰期水庫排冰情況，使學生了解凌汛期間水電站的排冰模式。
5.水輪機動態發電，通過模擬水電站管道充水、水輪機開閥門、打開導葉，水流進入水輪機，推動轉輪做功，發電機發電、電流從廠房輸出到主變壓器，經過開關站配送到電網整個過程的模擬實驗，使學生了解水電站的運行過程。
6.水輪機選型設計模擬，通過輸入水電站的出力、機組台數、水頭、流量等運行參數，套用型譜與模型綜合特性曲線對水電站的水輪機選型進行模擬設計。
7.寒區冬季發電過程模擬:學生通過設定上下游水位、冰層厚度、發電流量、導葉開度、機組轉速，模擬結冰期水電站發電過程，使學生掌握寒區冬季結冰期間水電站的發電運行過程及特點。
