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電力系統仿真（電池設計3D虛擬仿真軟件）

電化學電池設計虛擬仿真系統軟件以電化學電池制作工藝和真實儲能電站為仿真對象，分別建立了完整電化學電池設計、電池功能設計及儲能電站場景，讓學生了解電化學電池技術特點及制作工藝，了解電化學電池應用場景，包括所有設備和系統之間的物理關系、重要設備的模擬操作。

（一）軟件內容

1、電化學儲能系統認知

以3D模型與flash動畫及文字展示不同類型的電化學儲能電池的原理，并展示各個電池的充放電特性曲線，對比各類電池特點及應用場景。

2、電化學電池設計實驗

軟件中模擬（鋰離子電池，液流電池，鈉離子電池，鋰硫電池，鋅離子電池等至少5種)電化學電池的設計及制作過程。包含極片制作，電芯制作，電池組裝及測試環節等內容。

可進行以下實驗：

●①電化學電池設計，包括極片制作、電芯（扣式電芯，圓柱電芯，方形電芯）制作、電池組裝。

②電池模組結構及性能設計，包括單體電芯選擇、固定框架、電連接裝置，還有溫度傳感器、電壓檢測線路等。

●③電池性能測試，可進行 CV 與 EIS 電化學測試及電池的充放電測試。

●3、電化學電池性能優化

在電化學電池設計及制作實驗的基礎上，進行電化學電池性能優化實驗，包含電池組連接，BMS電池管理系統設計及運行測試、溫度及濕度對電池性能是響、熱管理系統設計、電氣及機械系統的設計等實驗內容，探究不同環境和不同充放電策略對電化學電池性能的影響。

（二）軟件仿真培訓系統規格：

1、數學模型：軟件基于實時數字仿真平臺，底層算法為系統中所有關鍵設備的工況模型及上述模型的相互集成。

2、虛擬現實HMI：電池儲能場景中具有高度逼真的三維設備模型，學生在該場景主要完成現場操作及其它輔助操作功能。

3、評分系統：對虛擬現實場景中的操作和測量數據進行實時評定，可導出、打印成績。

4、教師站：設置軟件的培訓模式、授權管理、組織考試、統計成績等。

5、培訓模式：單機單角色，分組單角色。

6、模型控制：切換、暫停、停止、運行培訓項目等。

7、系列軟件包括內容：通用教師站；通過局域網連接可安裝的多臺學員操作站。

8、配備使用說明書、備件、其它相關資料。

9、安裝、培訓：現場調試，現場培訓該軟件的使用方法及維護。

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電力系統仿真（儲能電池綜合設計3D虛擬仿真軟件）

軟件建立完整的3D場景，以真實儲能電站中的預制艙組成為仿真對象，分別建立了完整儲能電池簇和預制艙設計，讓學生了解儲能電池簇和預制艙技術特點、接線方式以及制作工藝，了解儲能電池簇和預制艙設計方法，包括所有設備和系統之間的物理關系、重要設備的模擬操作。

（一）軟件內容

鋰離子電池的“超級大電池”一般采用預制倉方式，一個電站由若干電池預制倉組成。一個電池預制倉采用標準集裝箱進行安裝，其中包含若干電池簇。若干個單體電池采用串并聯的方式組織一個電池模組，多個電池模組組成一個電池簇。所以一個“超級大電池”是由若干個單體電池組成的儲能系統。

（1）電池簇的電連接設計

（2）預制艙的結構設計

（3）多個預制艙連接

●（4）電氣設計選型

（5）電池儲能系統設備集成安裝與檢驗

軟件設計內容：

1、電池倉：電池倉主要包括電池模組、電池架、電池管理系統(BMS)控制柜、七氟丙烷滅火柜、進行溫度控制的空調、煙感、照明、監控攝像頭等。

2、設備倉：設備倉主要包括變流器(PCS)和能量管理系統(EMS)控制柜。

3、電芯排布需要根據電芯規格特點和電氣要求進行設計。如果單個模組電壓超過60V，絕緣等級提高并且需要額外警示標示。

4、電池模組排布，軟件制作需要銅排串聯排布于電池箱，并設計出散熱。

▲5、現場演示在壓縮空氣儲能電站的儲能過程和釋能過程，使用俯視視角展示冷熱油和壓縮空氣兩種介質在管道中的流動效果，管道須為透明，冷熱油和空氣具有鮮明對比。

（二）軟件仿真培訓系統規格：

1、數學模型：軟件基于實時數字仿真平臺，底層算法為系統中所有關鍵設備的工況模型及上述模型的相互集成。

2、虛擬現實HMI：電池儲能場景中具有高度逼真的三維設備模型，學生在該場景主要完成現場操作及其它輔助操作功能。

3、評分系統：對虛擬現實場景中的操作和測量數據進行實時評定，可導出、打印成績。

4、教師站：設置軟件的培訓模式、授權管理、組織考試、統計成績等。

5、培訓模式：單機單角色，分組單角色。

6、模型控制：切換、暫停、停止、運行培訓項目等。

7、系列軟件包括內容：通用教師站；通過局域網連接可安裝的多臺學員操作站。

8、配備使用說明書、備件、其它相關資料。

9、安裝、培訓：現場調試，現場培訓該軟件的使用方法及維護。

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電力系統仿真（儲能電站3D虛擬仿真軟件）

基于動態過程仿真軟件運行平臺開發，利用虛擬現實技術，以3D形式模擬儲能電站廠區布局，學生可在場景中漫游，了解并網方式，模擬設計電站容量與功率，并觀察產生的不同效果，深刻理解儲能電站在電網中發揮的作用，為用戶提供直觀的、交互式的體驗。集“教-學-練-考”于一身，方便老師教學。

#1、提供儲能電站虛擬仿真軟件著作權證書。

（一）實驗內容

1.多種儲能方式學習：包含多種儲能方式（不少于四種）的原理與特點。

●2.儲能系統對電網的作用學習：地區負荷的削峰填谷等作用。

●3.學習儲能系統的各個環節和聯系，界面上展示儲能系統的網絡架構圖，包括調度中心、儲能站能量管理系統、PCS變流器、BMS電池保護模塊、電池組等環節。

●4.展示儲能站分布地圖，其中有多個儲能電站節點，點擊各個儲能電站節點出現該電站的容量功率信息。

●5.1、儲能系統規劃（儲能電站設計與運行）

根據地區典型日負荷曲線的各個負荷波峰的功率缺額與容量缺額，確定需配置儲能系統的容量功率最低符合值，任務中提供三種不同梯次電池參數（功率、容量、成本）對比，可選擇建設成本最低或占地面積最小為配置的標準，在滿足建設成本或規定電池組的數量的條件下，自由配置三種電池組的數量占比，進行模擬運行，運行失敗返回上面的步驟重新配置，運行成功后展示實驗報告，并提供實驗報告保存選項。

▲5.2、現場演示儲能系統規劃實驗內容，包括根據地區典型日負荷曲線的各個負荷波峰的功率缺額與容量缺額，確定需配置儲能系統的容量功率最低符合值，任務中提供三種不同梯次電池參數（功率、容量、成本）對比，可選擇建設成本最低或占地面積最小為配置的標準，在滿足建設成本或規定電池組的數量的條件下，自由配置三種電池組的數量占比，進行模擬運行，運行失敗返回上面的步驟重新配置，運行成功后展示實驗報告，并提供實驗報告保存選項。

●6.儲能系統的匯聚利用（多儲能電站參與電力系統調峰）（大規模儲能系統開發與項目實習）

通過調度中心展示地區四季典型日負荷曲線，在負荷曲線上顯示波峰區域的功率缺額與容量缺額，可自由選擇某個負荷波峰區域作為調度削峰目標，選擇完成后，負荷曲線的波峰區域轉化為每15分鐘一段的調度目標柱狀圖，在地圖中有多個儲能電站節點，學生可點擊儲能站節點可查看對應儲能站的介紹，包含SOC狀態、額定功率、額定容量等參數，可以選擇進行匯聚利用的儲能站，在考慮到可調度的儲能電站功率，容量與SOC狀態的基礎上，完成各個時間段的調度目標值的，依次對儲能電站各節點的輸出功率進行設置，設置完成后投入模擬運行，可以查看運行時間段內的削峰的效果，并顯示實驗報告，軟件會對運行結果進行評分。

●7.1、儲能電站內部梯次利用

在匯聚利用實驗的基礎上，對某一電站內部進行調度，將儲能電站內部轉化為6組不同功率，容量，SOC值及不同梯度的電池組。考慮電池放電趨同性與度電成本的基礎上，對各組電池組在波峰時間段內各個放電節點的輸出功率值進行設置。通過折線圖實時顯示各組電池組的SOC值變化。完成后可展示最優的方案并對配置的方案進行評分。

▲7.2、.現場演示電池儲能梯次利用實驗內容，包括系統設置6組不同功率、容量、SOC值及不同梯度的電池組。考慮電池放電趨同性與度電成本的基礎上，對各組電池組在波峰時間段內各個放電節點的輸出功率值進行設置。通過折線圖實時顯示各組電池組的SOC值變化。完成后可展示最優的方案并對配置的方案進行評分。

二、場景描述

軟件以真實的儲能電站為對象，完整的還原儲能站的各個設備。有12個蓄電池艙，兩個高壓匯流艙，12個變流器與升壓變一體艙，智能總控艙，監控艙，SVG艙，戶外的變壓器與開關設備。

1.電池倉

在電池倉中主要為電池柜與高壓匯流柜。每個電池倉有兩組電池組，每組電池組有5個電池柜和一個匯流柜。

2.主變壓器區域

包括一個10kV/35kV變壓器，母線與開關設備，SVG艙。

變壓器包括變壓器主體、油枕、冷卻器、套管、油溫表、油位表、瓦斯繼電器，有載調壓開關箱等部分。

開關設備為HGIS設備，除母線以外的斷路器，隔離刀閘，避雷器，電流互感器封裝在氣室中，設備上有分合閘指示，開關狀態可以通過后臺變量進行控制。

3.變流器與升壓一體艙

包括兩個PCS變流器柜，點擊柜上的屏幕可以查看變流器的運行狀態。

●4.智能總控艙

智能總控艙中放置著各個二次屏柜及通信柜等，包括：

主變測控屏、直流饋線屏、交流饋線屏、交流進線屏、蓄電池屏、通信屏、調度管理信息屏等。

●5.監控艙

監控艙中有電氣工具柜和后臺監控電腦。

點擊電腦屏幕可展示監控系統的多個界面，包括：

①主接線界面：展示儲能站的主接線，點擊主接線圖上的電池倉可進入電池倉的分圖，展示對應電池倉的詳細信息。

②PCS控制分圖：展示24組PCS的各項參數（有功實時值，有功目標值，SOC狀態，充放電功率上限等）。

③AGC控制總圖：展示有功實時值曲線與有功目標值曲線，界面的左側顯示AGC控制對象的各項參數。

④AVC控制總圖：顯示電壓與無功的實時值與目標值曲線及電網的無功和電壓的參數。

⑤SVG無功補償保護界面：顯示SVG的主接線圖，電壓電流功率參數及SVG各項保護的光字牌。

⑥直流屏分圖：展示所用直流系統的各項保護的光字牌及參數。

●6.所用變艙

所用變艙包括一臺10.5kV/400V干式變壓器，三個高壓開關柜（所用變高壓側進線開關柜，低壓側出線開關柜，低壓側電容器柜）。

●7.匯流艙

匯流艙中有：分段開關柜，計量柜，壓變柜，SVG開關柜。

三、功能描述

1.數學模型：軟件后臺搭建儲能系統的實時仿真模型。

2.評分系統：軟件會根據學生在軟件中的操作步驟和結果進行實時評定，可導出、打印成績。

3.系列軟件包括內容：通用教師站；通過局域網連接可安裝的多臺學員操作站。

4.配備使用說明書、備件、其它相關資料。

5.安裝、培訓：現場調試，現場培訓該軟件的使用方法及維護。

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電力系統仿真（光伏電池組件3D虛擬仿真實驗）

利用虛擬現實技術，以3D形式模擬光伏電池組件測試、實驗和實訓的典型場景，搭建光伏組件的三維模擬實驗室，構造包括光伏組件、逆變器等設備三維模型。

▲1、現場演示三維圖形引擎軟件。打開此軟件，演示內容組件功能創建三維可視化實訓程序的搭建，需包含“位置”，“旋轉”和“縮放”的基礎信息，并演示以下“用戶編輯”功能：著色器、腳本文件、動畫、光源、材質、貼圖、天空盒、網格等。

（一）軟件內容

1、設備認知

點擊相關設備，如光伏組件、測試儀器等，顯示出其簡介、圖片及工作原理及相關操作規程文字界面、操作規范等。

▲1.1.現場演示設備電暈放電、刷狀放電、火花放電、弧光放電四種放電形式處理。設備配電系統繼電保護，保護整定和定值輸入，并進行故障測試。故障測試組合不少于60種情況，展示出K1、K2、K3保護動作邏輯以及報文情況。

2、組件實驗

該模塊支持對給定參數的光伏組件進行實驗和測試，系統包括太陽能電池板、離網逆變器、并網逆變器、太陽能控制器、蓄電池、直流負載、交流負載、電壓電流表、開關模塊、光源等。采用現場一致的相關設備，使學員更深入的了解光伏發電原理及過程。

可以進行以下實驗的學習：

太陽能電池板伏安特性測試實驗

環境對光伏轉換影響實驗

太陽能電池光譜特性測試實驗

太陽能可變電阻負載實驗

聚光太陽能能量轉換實驗

太陽能電池板逐日實驗

太陽能電池組件和蓄電池的選擇

太陽能電池性能測試實驗

（二）軟件仿真培訓系統規格：

1、數學模型：軟件基于實時數字仿真平臺，底層算法為系統中所有關鍵設備的工況模型及上述模型的相互集成。

2、虛擬現實HMI：光伏電池和組件場景中具有高度逼真的三維設備模型，學生在該場景主要完成現場操作及其它輔助操作功能。

3、評分系統：對虛擬現實場景中的操作和測量數據進行實時評定，可導出、打印成績。

4、教師站：設置軟件的培訓模式、授權管理、組織考試、統計成績等。

5、培訓模式：單機單角色，分組單角色。

6、模型控制：切換、暫停、停止、運行培訓項目等。

7、系列軟件包括內容：通用教師站；通過局域網連接可安裝的多臺學員操作站。

8、配備使用說明書、備件、其它相關資料。

9、安裝、培訓：現場調試，現場培訓該軟件的使用方法及維護。

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電力系統仿真（光伏組件生產3D虛擬仿真軟件）

利用虛擬現實技術，以3D形式模擬光伏組件生產實訓場景，完整還原光伏組件生產流程，主要包括光伏電池片測試選擇、焊接電池、材料的裁切、組件的鋪設、組件的層壓、裝框、產品測試等環節。

#1、提供太陽能電池器件仿真軟件著作權證書。

（一）軟件內容

該模塊模擬了真實光伏組件的生產過程，相關設備和生產工藝流程均參照真實生產過程制作，設備和工具均允許模擬真實操作過程進行操作，讓學生身臨其境的了解和學習光伏組件生產的流程和相關設備原理。

主要實驗內容：

太陽能電池片的劃片和分選實訓

太陽能電池片的焊接實驗

太陽能電池組件的疊層實驗

太陽能電池組件層壓實驗

●（1）光伏電池片選擇

在軟件界面列表中挑選參數相近的電池片，通過鼠標拖動的方式將電池單體放入模具板中固定好。

（2）焊接電池

正面焊接：使用焊接機工具，鼠標點擊可將匯流帶焊接到正面負極主柵線上。

背板焊接：視角切換到光伏組件的背板上，使用鼠標點擊與拖動連線的方式，可多個電池串聯連接并焊接到組件正極引線，連接完成后，對于連接錯誤，系統會檢測自動進行扣分，可選擇再次連接或系統自動連接。

●（3）層壓敷設

由下向上：鋼化玻璃、EVA、電池片、EVA、玻璃纖維、背板，軟件中會根據操作的步驟給出相應的提示，學生可按照正確的順序進行敷設，敷設完成后可選擇進行層壓操作。

●（4）裝框

使用鼠標點擊拖動將層壓完成的組件裝入鋁邊框中

（5）測試

選擇進行紅外線測試和外觀檢查，并判斷組件是否合格。

（二）軟件仿真培訓系統規格：

1、數學模型：軟件基于實時數字仿真平臺，底層算法為系統中所有關鍵設備的工況模型及上述模型的相互集成。

2、虛擬現實HMI：光伏電池和組件場景中具有高度逼真的三維設備模型，學生在該場景主要完成現場操作及其它輔助操作功能。

3、評分系統：對虛擬現實場景中的操作和測量數據進行實時評定，可導出、打印成績。

4、教師站：設置軟件的培訓模式、授權管理、組織考試、統計成績等。

5、培訓模式：單機單角色，分組單角色。

6、模型控制：切換、暫停、停止、運行培訓項目等。

7、系列軟件包括內容：通用教師站；通過局域網連接可安裝的多臺學員操作站。

8、配備使用說明書、備件、其它相關資料。

9、安裝、培訓：現場調試，現場培訓該軟件的使用方法及維護。

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電力系統仿真（光伏電站設計3D虛擬仿真軟件）

基于動態過程仿真軟件運行平臺開發，利用虛擬現實技術，以3D形式模擬光伏電站廠區設計，學生可在場景中漫游，模擬設計電站容量與功率，并觀察產生的設計效果，深刻理解光伏電站設備選型，為用戶提供直觀的、交互式的體驗。集“教-學-練-考”于一身，方便老師教學。

（一）軟件內容

決定光伏發電系統配置和連接方式，每一組光伏電池組件的電流和電壓太陽電池進行適當的串、并聯，組成相應電壓等級的光伏發電系統；

一個完善的太陽電池發電系統需要考慮很多因素，進行各種設計，最主要的是根據使用要求，決定太陽電池方陣和蓄電池規模，以滿足正常工作的需求；光伏發電系統總的設計原則是在保證滿足負載用電需要的前提下，確定最少的太陽電池組件，以盡量減少投資，即同時考慮可靠性及經濟性。

通過負載用電量的計算，太陽能電池方陣面輻射量的計算，太陽能電池、蓄電池用量的計算和二者之間相互匹配的優化設計，太陽能電池方陣安裝傾角的計算等，可以進行負載的選型及必要的設計，太陽能電池和蓄電池的選型，太陽能電池支架的設計，逆變器的選型和設計等。根據太陽電池方陣的電流電壓及功率，參照生產廠家提供的太陽電池組件的性能參數，選取合適的型號即可，根據安裝面積和規格尺寸排列組合安裝光伏組件陣列。據電池組件或方陣的電流、電壓、總功率及蓄電池組容量等參數，參照電池組件和蓄電池生產廠家提供的規格尺寸和技術參數，結合電池組件(方陣)設置安裝位置的實際情況，就可以確定構成方陣所需電池組件的規格尺寸和構成蓄電池組的容量及串聯、并聯塊數。

主要內容：

（1）光伏電站3D設計

（2）負載的選型的設計

（3）太陽能電池和蓄電池的選型

（4）太陽能電池支架的設計

（5）逆變器的選型和設計

（6）控制、測量系統的選型和設計

（7）電池組件或方陣容量設計

（8）蓄電池的容量設計

（二）軟件仿真培訓系統規格：

1、數學模型：軟件基于實時數字仿真平臺，底層算法為系統中所有關鍵設備的工況模型及上述模型的相互集成。

2、虛擬現實HMI：光伏電池和組件場景中具有高度逼真的三維設備模型，學生在該場景主要完成現場操作及其它輔助操作功能。

3、評分系統：對虛擬現實場景中的操作和測量數據進行實時評定，可導出、打印成績。

4、教師站：設置軟件的培訓模式、授權管理、組織考試、統計成績等。

5、培訓模式：單機單角色，分組單角色。

6、模型控制：切換、暫停、停止、運行培訓項目等。

7、系列軟件包括內容：通用教師站；通過局域網連接可安裝的多臺學員操作站。

8、配備使用說明書、備件、其它相關資料。

9、安裝、培訓：現場調試，現場培訓該軟件的使用方法及維護。

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電力系統仿真（風力發電3D虛擬仿真軟件）

基于動態過程仿真軟件運行平臺開發，利用虛擬現實技術，以3D形式模擬風力發電機組場景，包含風機場景、升壓站場景、主控室場景，為用戶提供360度、全方位的感官體驗，通過光影等輔助效果提供立體感受，真正使用戶實現身臨其境的學習體驗。軟件利用動態數學模型實時模擬真實風電場運行狀態，電能的輸出曲線等闡述。每位用戶都能親自動手操作，觀察現象，記錄數據，驗證原理。能夠滿足實驗操作訓練要求，能夠安全、長周期運行。集“教-學-練-考”于一身，方便教學培訓，真正用于新能源虛擬仿真培訓學習。

#1.提供發電廠虛擬仿真軟件著作權證書。

（一）軟件內容

1、風力發電流程設備認知

該模塊以裝機容量48MWp的風力發電場為基礎，構建了包括風力發電機、風力發電專用箱式變壓器、35kV開關柜、風力發電專用升壓變壓器、110kV高壓開關、SVG新能源專用靜止補償裝置及配套電抗器、輸電線路、鐵塔、風電繼保室、風電集控中心在內的并網型風力發電場所需設備的三維模型，三維模型仿照真實設備建模，讓學生身臨其境的了解和學習并網型風力發電場的運行流程和設備原理。

2、風力發電場監控和數據采集系統模擬

該模塊能夠實現對風電場基本參數（包括電壓、電流、風速，功率，轉速等）的綜合展示，對斷路器、隔離開關等設備進行控制，并且還可通過控制單個或多個風機的啟停，并實現對電網狀態及每個風機的參數如瞬時功率、日發電量，月發電量等的監控。主要功能如下：

●（1）實時運行參數

包括機組的瞬時發電功率、累計發電量、風輪及電機的轉速和風速等，全場總有功功率、總無功功率、累計發電量、風機臺數、啟動臺數、待機臺數等，電網的電壓、電流、功率等相關參數、變壓器相關參數等。

（2）設備的運行狀態

風機的當前運行狀態，如發電、待機以及發電機工作等情況。配電設備的運行狀態，如斷路器及其他開關的分合狀態、變壓器的狀態、擋位等。

●（3）實現對風場內風機的啟動、停止等功能的實時控制

學生可根據給定條件或任務判斷當前狀況，對單臺、回路及全部風機進行，復位、停機及啟動操作。

●（4）實現對配電設備合閘、分閘、啟動、停止等操作。實現匯流線路的切除、投入，倒閘操作等。

●（5）數據統計與查詢

可以查詢風電場歷史運行狀態，包括當期的發電量、風速、發電功率等歷史運行數據的查詢。

●（6）故障報警系統

能夠設定或自然觸發故障，風機運行的故障通過報警系統顯示出來，包括故障的類型、位置、發生時間等，要求學生能及時處理消除故障，保證風力發電機組能恢復正常運行。

（7）偏航系統和自動解纜

支持手動偏航功能，在特殊或跟定條件下可以進行人工偏航控制。

3、機組構造

該模塊以2MW 雙饋型陸地風力發電機組為虛擬操作對象，系統功能包括：具有手動、自動、原理展示、聲音、退出五種功能按鈕，并可在軟件內旋轉查看設備，360°任意操作。軟件需具有以下功能：

自動：點擊自動按鈕，設備旋轉爆炸開成各個部件，并在每個部件上展示部件名稱，便于查看。再次點擊自動按鈕，設備旋轉恢復原狀。

手動：點擊手動按鈕，場景左側出現主視角的提示，下側出現拆分步驟提示，設備上高亮應拆分的部件，觸碰高亮的設備部件拖動，即可拆分該部件，直至設備拆分完成，拆分完成后，出現拆分步驟，按照拆分的逆序可將設備組裝。

原理展示：點擊原理展示按鈕后，設備采用外殼半剖的形式展示，采用動畫特效的形式講解風力發電機組的工作原理。

聲音：點擊聲音按鈕可開啟或關閉聲音。

退出：點擊退出按鈕，可退出軟件。

場景右側具有：設備列表、設備介紹、設備原理三個功能按鈕。

設備列表：點擊設備列表，可單獨查看某個零部件，點擊相應部件，該部件在設備內飛至近處并配合文字進行部件講解。

設備介紹：采用文字的形式介紹風力發電機組的結構等內容。

設備原理：采用文字的形式介紹風力發電機組的工作原理等內容。

動態曲線：系統中重要物理參量的變化曲線，調節風速、制動器、海拔，風向等，做到調整參數可動態顯示相關參量的曲線變化情況

（三）軟件仿真培訓系統規格：

1、數學模型：軟件基于實時數字仿真平臺，底層算法為系統中所有關鍵設備的工況模型及上述模型的相互集成。

2、虛擬現實HMI：風力發電場景中具有高度逼真的三維設備模型，學生在該場景主要完成現場操作及其它輔助操作功能。

3、評分系統：對虛擬現實場景中的操作和測量數據進行實時評定，可導出、打印成績。

4、教師站：設置軟件的培訓模式、授權管理、組織考試、統計成績等。

5、培訓模式：單機單角色，分組單角色。

6、模型控制：切換、暫停、停止、運行培訓項目等。

7、系列軟件包括內容：通用教師站；通過局域網連接可安裝的多臺學員操作站。

8、配備使用說明書、備件、其它相關資料。

9、安裝、培訓：現場調試，現場培訓該軟件的使用方法及維護。

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電力系統仿真（智能微電網3D虛擬仿真軟件）

智能微電網儲能設計及運行虛擬仿真系統軟件以典型微電網場景為仿真對象，建立了完整的微電網場景，讓學生了解微電網的運作流程、專業組成和工作原理，學習微電網的系統構成和系統的設備組成。

#1.為了保障校園網絡信息安全和對應申報規格要求，需提供所投產品生成廠家三級信息系統安全等級保護備案證明。

（一）課程內容：

1、基礎知識認知及場景漫游

微電網系統全景漫游：可實現在仿真范圍內的全站漫游功能，通過漫游了解獨立型微電網、并網型微電網的建筑布局、主要設備、生產工藝等，包括風機、光伏、超級電容、飛輪儲能、蓄電池、微型燃氣輪機等設備內容，對微電網系統全貌建立感性認識。

漫游模式：分為行走模式和飛行模式。用戶在進行場景漫游時，可以在電氣設備的任意空間和位置進行漫游行走、環視，還可以調整行走速度，在場景中按“W”“A”“S”“D”前進、后退、向左、向右（前后左右鍵也可）； 飛行模式可以在場景中以任意合適的視角來進行觀察設備，按“E”上升，按“Q”下降；按住鼠標右鍵移動，進行視角的調整。

設備和系統學習：點擊相關設備或系統顯示出其簡介、圖片及工作原理及相關操作規程文字界面、操作規范等。

軟件應具有搜索定位功能，選擇對應的光伏板、風機、逆變器等并移動至設備位置。

2、微電網模擬運行及實驗

（1）微電網規劃及功率與能量平衡；

可實現給定約束條件下，負荷數據約束、風、光資源約束、功率平衡約束、儲能容量約束、潮流約束，實現多種優化目標，如投資成本最小化、能耗最小化等，完成微電網主接線圖設計，完成各種分布式電源、儲能設備組數與容量的配置，并安裝光伏、風機、儲能、柴發設備、屏柜、逆變器等設備。

可實現下列實驗：

①獨立型/并網型微電網規劃

②微電網功率與能量平衡

③微電網投資成本計算

▲④現場演示綜合能源微網中的并離網控制分析實驗，實驗的頁面具有綜合能源的單線圖，填寫離網時的儲能功率，選擇并網時儲能系統控制和離網時儲能系統控制，然后進行控制算法運行仿真，仿真結果為PCC點電壓波形、光伏發電系統功率波形以及儲能功率波形，而且波形局部可調節。

(2)分布式電源（風機、光伏）控制原理實驗

通過動畫、FLASH、動態圖文等充分展示，風電發電控制系統、光伏發電控制系統的運行方式、控制原理以及最大功率點追蹤原理。同時利用后臺數學模型，建立風力發電、光伏發電仿真功率輸出模型，支持設定光伏陣列或風機主要運行參數，生成不同參數條件下的光伏或風機輸出特性曲線。  

可實現以下實驗：

①光伏、風機恒功率控制原理；

②光伏、風機電壓頻率控制原理;

③光伏、風機最大功率追蹤控制原理;

④光伏、風機虛擬同步控制原理

▲⑤現場演示綜合能源微網中的MPPT控制方法分析實驗，實驗的頁面具有綜合能源的單線圖，可選擇晴天或陰天，可選擇恒功率控制法和觀察擾動法，生成PCC點電壓波形、光伏發電系統功率波形以及光伏發電系統電壓波形等，而且波形局部可調節。

（3）微電網運行與故障分析實驗

軟件中模擬故障的發生，可查看微網內多點的三相電壓電流波形，分析判斷故障點發生的位置。

●（4）微網經濟性運行實驗

虛擬仿真系統中給出微網24h內電負荷曲線、購電價格曲線、售電價格曲線，光伏出力曲線，風機出力曲線，通過調節24h內的儲能電池組的充放電功率，滿足最佳經濟性要求。

▲（5）現場演示變壓器拆裝，不少于30個零部件。

（二）軟件仿真培訓系統規格：

1、數學模型：軟件基于實時數字仿真平臺，底層算法為系統中所有關鍵設備的工況模型及上述模型的相互集成。

2、虛擬現實HMI：微電網場景中具有高度逼真的三維設備模型，學生在該場景主要完成現場操作及其它輔助操作功能。

3、評分系統：對虛擬現實場景中的操作和測量數據進行實時評定，可導出、打印成績。

4、教師站：設置軟件的培訓模式、授權管理、組織考試、統計成績等。

5、培訓模式：單機單角色，分組單角色。

6、模型控制：切換、暫停、停止、運行培訓項目等。

7、系列軟件包括內容：通用教師站；通過局域網連接可安裝的多臺學員操作站。

8、配備使用說明書、備件、其它相關資料。

9、安裝、培訓：現場調試，現場培訓該軟件的使用方法及維護。

#10.具有應用認知考核類虛擬仿真軟件著作權證書。

9

電力系統仿真（氫燃料電池3D虛擬仿真實驗)

利用虛擬現實技術，建立了氫燃料電池實驗場景，針對氫燃料電池的結構、原理進行仿真，最終形成了氫燃料電池3D虛擬仿真實驗。

（一）實驗內容

（1）燃料電池作用機理模擬

燃料電池工作時，陽極的氫氣在催化劑的作用下分解出氫離子和電子，氫離子通過質子交換膜到達陰極，電子則沿著外部電路到達陰極（正極）產生電流。而在陰極，空氣中的氫氣與氫離子、電子反應生成水。

（2）電池結構仿真模擬

燃料電池的反應物是氫氣和氧氣，唯一生成物是水，應用在汽車上作為動力源能有效減少其它燃油車造成的環境污染問題，也因此，氫燃料汽車被認為是真正環保的新能源汽車。

在實際使用時，通常將多片燃料電池串聯起來組裝成燃料電池堆，以提供較大的用電需求。

與傳統燃油車上的發動機相同，燃料電池用作汽車動力源時，也需要相應的輔助系統，因此，燃料電池車上的燃料電池系統也稱為燃料電池發動機，主要由燃料電池堆、空氣供應系統、氫氣供應系統、冷卻系統、配電管理系統和控制器等組成。

（3）空氣壓縮機仿真模擬

空氣壓縮機是空氣供應系統的核心組件，其作用是將燃料電池堆發電所需的空氣壓縮后輸入電堆，在低流量時采用低壓壓縮，高流量時采用高壓壓縮，以提高效率。

（4）氫氣循環泵仿真模擬

氫氣循環泵是氫氣供應系統核心組件，將未反應的氫氣循環使用，提高了氫氣的利用率。同時，也將生成的水進行循環，實現燃料電池系統的自增濕功能。系統還原氫氣循環泵的結構，體驗者可沉浸式體驗。

（5）氫氣噴射器仿真模擬

氫氣噴射器是氫氣供應系統核心組件，根據實際工況，供給燃料電池堆所需的氫氣的量。系統還原氫氣噴射器的結構，體驗者可沉浸式體驗。

（二）軟件仿真培訓系統規格：

1、數學模型：軟件基于實時數字仿真平臺，底層算法為系統中所有關鍵設備的工況模型及上述模型的相互集成。

2、虛擬現實HMI：氫能場景中具有高度逼真的三維設備模型，學生在該場景主要完成現場操作及其它輔助操作功能。

3、評分系統：對虛擬現實場景中的操作和測量數據進行實時評定，可導出、打印成績。

4、教師站：設置軟件的培訓模式、授權管理、組織考試、統計成績等。

5、培訓模式：單機單角色，分組單角色。

6、模型控制：切換、暫停、停止、運行培訓項目等。

7、系列軟件包括內容：通用教師站；通過局域網連接可安裝的多臺學員操作站。

8、配備使用說明書、備件、其它相關資料。

9、安裝、培訓：現場調試，現場培訓該軟件的使用方法及維護。

▲10、現場演示所投產品生成廠家提供一個網絡平臺登入站點，軟件可通過網絡平臺，真正實現資源共享。師生可隨時隨地登錄網絡平臺進行課程預習、在線學習、課后鞏固，不受時間空間限制。

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電力系統仿真（氫能電站3D虛擬仿真軟件)

利用虛擬現實技術，建立了包括氫能的制備、燃料電池電堆組、空氣供應系統、冷卻塔、電氣及控制系統等在內的兆瓦級氫能綜合利用電站。軟件配置了氫燃料電池發電系統（逆變、升壓電氣設備）的三維展示認知、調節控制功能，具備良好教學培訓功能。

（一）實驗內容

1、場景漫游及設備認知

（1）可實現在仿真范圍內的全站漫游功能，通過漫游了解氫燃料電池發電模塊等的建筑布局、主要設備、生產工藝等，對氫能發電系統全貌建立感性認識。

（2）漫游模式：分為行走模式和飛行模式。用戶在進行場景漫游時，可以在氫能設備的任意空間和位置進行漫游行走、環視，還可以調整行走速度；飛行模式可以在場景中以任意合適的視角來進行觀察設備。

（3）設備和系統學習：學習燃料電池發電裝置的工作原理，了解氫能發電單元等相關設備結構。
  （4）軟件應具有搜索定位功能，根據選擇移動至相應設備處。

▲（5）現場演示互聯三維組態平臺:

①在空場景中導入三維模型，支持常見的三維模型格式，如fbx。

②編輯模塊的屬性，增加和刪除變量；編輯模塊的輸入輸出，增加輸入端口和輸出端口

③編寫模塊的運算邏輯，即運行期函數

④可自動編譯生成模塊的算法文件（.exe可執行文件）

2、氫能電站

在虛擬軟件中，在給定的約束條件下，針對給定條件進行能源需求分析，并對包含制氫、儲氫、電池發電及電氣控制系統在內的一體化氫能發電系統進行設計，系統能夠運行并給出設計的驗證結果，提出改進意見。可以通過模擬交換膜燃料電池發電系統運行，了解燃料電池發電原理和發電過程中的能量轉化過程。通過燃料電池特性綜合實驗，測量燃料電池輸出特性，研究氫氧燃料電池極化曲線和電池輸出功率和放電電流、燃料濃度關系曲線(極化曲線一般就是電流和功率(Y 軸)、電壓(x)的曲線。一般不控制濃度，控制氫/氧流量、背壓、穩定、濕度)。可進行以下虛擬仿真實驗：

（1）氫能電站認知實驗

（2）氫能電站設計

（3）氫燃料電池發電原理實驗

（4）氫燃料電池特性綜合實驗

●（5）電解水制氫實驗

（二）軟件仿真培訓系統規格：

1、數學模型：軟件基于實時數字仿真平臺，底層算法為系統中所有關鍵設備的工況模型及上述模型的相互集成。

2、虛擬現實HMI：氫能場景中具有高度逼真的三維設備模型，學生在該場景主要完成現場操作及其它輔助操作功能。

3、評分系統：對虛擬現實場景中的操作和測量數據進行實時評定，可導出、打印成績。

4、教師站：設置軟件的培訓模式、授權管理、組織考試、統計成績等。

5、培訓模式：單機單角色，分組單角色。

6、模型控制：切換、暫停、停止、運行培訓項目等。

7、系列軟件包括內容：通用教師站；通過局域網連接可安裝的多臺學員操作站。

8、配備使用說明書、備件、其它相關資料。

9、安裝、培訓：現場調試，現場培訓該軟件的使用方法及維護。

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電力系統仿真（燃料電池汽車3D虛擬仿真軟件)

利用虛擬現實技術，建立了包括燃料電池在汽車上的應用，主要學些燃料電池的應用原理，讓學生明白其中的燃料電池汽車結構。  

（一）實驗內容

（1）驅動電機系統結構與原理

①驅動電機系統的結構展示，播放爆炸動畫，可選擇零部件，零部件高亮顯示，拿起零部件進行零部件查看。包括：電機端護罩、控制器端、定子、電機軸、前端軸承、減速器等。

②驅動電機系統運行原理，動態演示驅動電機的運行原理，配合文字語音說明，讓學生更快速掌握知識。原理：驅動電機通過UVW三相高壓電纜與電機控制器做電器連接，通過輸出周與減速器做機械連接，將電能轉化為機械能，驅動車輛行駛，同時依靠內置的旋轉變壓器和溫度傳感器，采集自身的工作信息，通過低壓線束傳送給驅動電機控制器。

（2）輔助乘車保護系統結構與原理

①輔助乘員保護系統結構展示，播放爆炸動畫，可選擇零部件，零部件高亮顯示，拿起零部件進行零部件查看。包括：方向盤、右側安全氣簾、左側安全氣簾。

②輔助乘員保護系統運行原理，動態演示保護系統的運行原理，配合文字語音說明，讓學生更快速掌握知識。原理：當汽車在行駛過程中發生碰撞事故時，首先由安全氣囊傳感器接受撞擊信號，只要達到規定的強度，傳感器即產生動作并向電子控制器發出信號。電子控制器接受到信號后，與其原存儲信號進行比較，如果達到氣囊展開條件，則由驅動電路向氣囊組件中的氣體發生器送去起動信號。氣體發生器接到信號后引燃氣體發生劑，產生大量氣體,經過濾并冷卻后進入氣囊，使氣囊在極短的時間內突破襯墊迅速展開,在駕駛員或乘員的前部形成彈性氣墊，并及時泄漏、收縮，吸收沖擊能量，從而有效地保護人體頭部和胸部，使之免于傷害或減輕傷害程度。

▲③現場演示應急防護救護培訓功能，至少需包含化學燒傷及處理、A級防護服的穿脫講解、口罩的適配性選擇講解、AED(自動體外除顫器）救護方法、觸電后急救措施、心肺復蘇法等應急救護培訓內容，并能以flash視頻的方式進行，要求flash風格統一，每個flash都帶有同一個標志性人物進行引導。

▲④現場演示防護用品使用培訓功能，至少需包含滅火器、滅火毯、消防栓、正壓式空氣呼吸器等防護用品的使用培訓，并能以flash視頻的方式進行，要求flash風格統一，每個flash都帶有同一個標志性人物進行引導。

（3）整車電器系統結構

整車電器系統結構展示，播放爆炸動畫，可選擇零部件，零部件高亮顯示，拿起零部件進行零部件查看。包括：左前門控制器總成蓋。

（4）冷卻系統

包括副水箱總成、散熱器總成、電子風扇總成、燃料電池水泵帶支架總成等。

（二）軟件仿真培訓系統規格：

1、數學模型：軟件基于實時數字仿真平臺，底層算法為系統中所有關鍵設備的工況模型及上述模型的相互集成。

2、虛擬現實HMI：虛擬場景中具有高度逼真的三維設備模型，學生在該場景主要完成現場操作及其它輔助操作功能。

3、評分系統：對虛擬現實場景中的操作和測量數據進行實時評定，可導出、打印成績。

4、教師站：設置軟件的培訓模式、授權管理、組織考試、統計成績等。

5、培訓模式：單機單角色，分組單角色。

6、模型控制：切換、暫停、停止、運行培訓項目等。

7、系列軟件包括內容：通用教師站；通過局域網連接可安裝的多臺學員操作站。

8、配備使用說明書、備件、其它相關資料。

9、安裝、培訓：現場調試，現場培訓該軟件的使用方法及維護。

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