微電網設計運行與典型故障處理虛擬仿真實驗是上海工程技術大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：微電網設計運行與典型故障處理虛擬仿真實驗
- 建設院校： 上海工程技術大學
- 課程負責人： 方誌軍
- 授課教師：劉瑾、曾國輝、閆書佳、武鵬
課程步驟,教學目標,
課程步驟
(1)基礎系統理論學習
本實驗在學生使用初期引入光優發電、風力發電和儲能的基本特性。學生們可以在虛擬環境充分對各個系統的運行理.論、運行效果、必要的基礎知識能進行感性的學習。通過觀察收集信息、思考原理、動手加深理解和試運行的實踐驗證來充分掌握相關理論知識。
(2)設計與仿真
通過虛擬仿真技術建設虛擬教學環境，以校園微電網為背景，進行徽電網光伏、風機、儲能安裝配置。該實驗設計模組涉及到安裝分散式電源實驗、逆變器容量設定實驗，以及逆變器的控制策略等，然後運行配置方案並進行驗證。運行時，系統會對微電網運行的模式進行考核並評分。
(3)交流與總結
微電網虛擬仿真環境為學生開展實踐交流，提供了充分的活動交流空間。虛擬仿真環境根據用戶許可權的不同，系統總體上分為:管理員用戶、教師用戶、學生用戶共3種角色。管理員用戶主要對公共資源和基礎數據進行管理，包括人員、機構、資源、許可權、日誌等。教師用戶管理教學資源、設定班級信息、課程監控、組織考試、答疑、討論等日常教學活動。學生用戶根據教師創建的課程、實驗庫，可自主完成其中的課程等，進行線上學習、線上實驗等。在學生暑期社會實踐、志願活動、校際交流及企業實踐過程中提供有力支撐，為提高學生的社會適應能力提供保障。
教學目標
當前，可再生能源與微電網處於蓬勃發展階段。綜合運用專業基礎知識，開展微電網設計與典型故障處理的理論知識與實踐教學融合的課程，可以培養學生解決複雜工程問題的能力。特別是本虛擬仿真實驗能夠克服傳統實踐實訓實驗危險性高、建設周期長、成本高、典型故障無法復現等難點，提供安全靈活、可擴展性強的工程實踐教學。
因此，本實驗以培養既具備傳統電氣知識和素養，又掌握微電網和新能源相關專業知識的綜合型電氣工程人才為目標，以上海工程技術大學校園為原型，將基礎理論學習、方案設計、系統運行、能量管理、工程經濟和典型故障處理等內容整合，開發了“微電網設計運行與典型故障處理虛擬仿真實驗”，實驗教學目標具體如下:
(1)本實驗把微電網理論課程的難點或不易口頭表達、解釋清楚的內容以虛擬場景形式呈現，增強學生的互動體驗和參與感，加深學生對風電、光優和儲能系統的組成和基本運行原理的理解和掌握，使學生了解微電網系統的概念、設計理論。
(2)本實驗模擬真實的新能源設備，使學生能夠運用物理、電路電子、數學和控制理論等基礎知識建立風光儲新能源基礎元器件與發電系統的數學模型，掌握系統模擬的基本方法和思路。
(3) 本實驗結合實際經濟分析，使學生掌握系統運行的成本測算方法與經濟最最佳化方法;結合可再生能源發電能效計算和節能減排等環境影響計算方法，使學生了解新能源系統對電網的影響及對環境發展和持續發展的重要意義。
(4)本實驗通過模擬典型故障來增強學生“強電之下無兒戲”的意識，提高學生的責任心，培養學生了解電力系統的標準化安全操作以及嚴謹求實的優良學風。實驗過程中，根據學生的特長和能力進行分組，培養學生的團隊協作精神。
(5)本實驗設定“自主設計模組”逐步增強學生主動實驗的意識，鼓勵學生自行設計方案，自主研究探索，獨立思考創新，培養學生改革創新的時代精神。
