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隨著新能源產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，人才培養(yǎng)成為了新能源行業(yè)發(fā)展的關鍵。傳統(tǒng)的實訓教學方法已經(jīng)無法滿足新能源行業(yè)的需求，虛擬仿真技術(shù)逐漸成為實訓教學的重要手段。虛擬仿真技術(shù)通過建立真實的場景模型，讓學生在虛擬環(huán)境中進行實踐操作，可以大大提高學生的實踐能力和學習效果。為助力高校虛擬仿真實訓基地建設，北京象新力新能源數(shù)智化虛擬仿真實訓基地系統(tǒng)解決方案應運而生。

該解決方案以虛擬仿真技術(shù)為基礎，將數(shù)字化和智能化的元素融入實訓教學中，實現(xiàn)了實踐操作和實驗測試的數(shù)字化、智能化和高效化，進一步提高了學生的實踐能力和學習效果，助推實訓教學改革的發(fā)展。

該解決方案基于象新力自研的數(shù)值仿真建模工具i-Calcu，為新能源行業(yè)提供了一種全新的實訓教學方式。學生可以在虛擬環(huán)境中進行實踐操作和實驗測試，不必面對現(xiàn)實環(huán)境中的各種風險和挑戰(zhàn)，不僅能提高學生的實踐能力和學習效果，同時該解決方案還能夠?qū)W生的學習情況進行全程監(jiān)控和評估，幫助教師更好地指導學生的學習和提高實踐能力。此外，新能源數(shù)智化虛擬仿真實訓基地系統(tǒng)解決方案還具有可復制性和可擴展性。在不同的實訓場景中，該系統(tǒng)可以根據(jù)需要進行調(diào)整和定制，滿足不同的教學需求。這一點在實踐中得到了廣泛應用，為新能源行業(yè)實訓教學改革的提供重要支撐。

象新力新能源類虛擬仿真項目案例（部分）

◎電化學電池設計與儲能運用虛擬仿真系統(tǒng)

◆應用客戶

上海電力大學

◆產(chǎn)品介紹

本軟件以電化學電池制作工藝和實際儲能應用場景為原型，通過三維虛擬仿真技術(shù)，建立電化學電池設計、電池功能設計及儲能應用三維場景模型。旨在讓學生了解電化學結(jié)構(gòu)、原理及技術(shù)特點，了解電化學電池應用場景，可自主、探究地進行電池類型選擇設計、電池模組性能驗證、儲能場景模擬運行，以滿足不同負荷場景的需求。

◆實驗內(nèi)容

儲能電站介紹、電站設備認知、BMS系統(tǒng)、考核答題、電站漫游認知、電化學電池設計、EMS系統(tǒng)

◆支撐課程

儲能技術(shù)原理、燃料電池技術(shù)、氫能及新型能源動力系統(tǒng)

◎太陽能光熱發(fā)電虛擬仿真實驗軟件

◆應用客戶

浙江大學、中國石油大學(華東)

◆產(chǎn)品介紹

本軟件以真實塔式熔鹽熱發(fā)電系統(tǒng)(常存10小時以上蓄熱的熔鹽熱發(fā)電系統(tǒng))為原型。系統(tǒng)模型為100MW塔式熔鹽熱發(fā)電系統(tǒng)，包括定日鏡陣列、集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等關鍵組成子系統(tǒng)。具備各個子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理展示，并配有拆解動畫和人機交互操作，進行光熱發(fā)電廠的生產(chǎn)運行，做到1:1真實還原。

◆產(chǎn)品特色

在DCS數(shù)據(jù)監(jiān)控畫面中，對光熱電站運行數(shù)據(jù)(包括：定日鏡控制、吸熱器控制、鹽水換熱系統(tǒng)控制、冷熱鹽罐控制發(fā)電系統(tǒng)控制、空冷系統(tǒng)控制)集中到一張總覽畫面進行監(jiān)控，可對光熱電站運行的各個系統(tǒng)數(shù)據(jù)模擬，畫面顯示主要參數(shù)，提供數(shù)據(jù)處理，曲線分析功能，體現(xiàn)對應參數(shù)變化的規(guī)律，并可實時調(diào)整設備的啟停操作。

效率云圖功能形象直觀地表現(xiàn)鏡場的工作狀態(tài)，與科研工作有很大交集，便于學生對鏡場的工作狀態(tài)有感性認識。仿真技術(shù)和動作捕捉技術(shù)讓學生在沉浸式環(huán)境中身臨其境地觀察光熱發(fā)電廠的全景，并通過動作進行交互，增加了教學的高效性和趣味性。

◆實驗內(nèi)容

本實驗包含以下知識點：光熱發(fā)電講解，氣象參數(shù)介紹，塔式電站發(fā)電原理，塔式電廠設備，模擬運行，光線追蹤，DCS交互，查詢太陽參數(shù)，參數(shù)變化曲線，效率云圖等。

◆支撐課程

太陽能熱能利用原理與技術(shù)、工程熱力學、熱力發(fā)電廠、汽輪機原理、鍋爐原理、可再生能源與能源利用

◎風電場虛擬仿真軟件

◆應用客戶

清華大學、浙江大學、中南大學、廣西電力職業(yè)技術(shù)學院、內(nèi)蒙古機電職業(yè)技術(shù)學院

◆產(chǎn)品介紹

風力發(fā)電是通過風力發(fā)電將風的動能轉(zhuǎn)為電能，通過該軟件可以了解風力發(fā)電原理以及風力發(fā)電使用的所有設備結(jié)構(gòu)和功能。

本軟件主要以風力發(fā)電機組為對象，真實模擬風力發(fā)電的三維場景，通過整流、儲能、逆變等裝置將風力發(fā)電機組輸出的電能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的交流電輸出。

◆產(chǎn)品特色

以某實際風電場為原型建模。三維場景中主要包含有3MW風電機組、35kV高壓室、電容器組系統(tǒng)、保護室，220kV系統(tǒng)三維場景，110kV系統(tǒng)三維場景，變壓器系統(tǒng)。學生可進行場景漫游、實驗教學、巡檢和DCS控制。

本軟件主要進行風電場認知性學習，適用于教學，讓學生不去現(xiàn)場就對風電場的操作運行有一個深入了解；適用于學生的自主學習，讓學生通過相關的操作學習就可以了解風電場操作運行的相關知識，為培育相關的風電場的工作人員做準備；適用于培訓員工，將一些風電場實體場景難以展現(xiàn)的場景復原，加強員工對風電場的了解。

◆實驗內(nèi)容

風機的類型與結(jié)構(gòu)、風力發(fā)電儲能技術(shù)、風力發(fā)電系統(tǒng)風力發(fā)電原理、風力發(fā)電并離網(wǎng)運行

◆支撐課程

風力發(fā)電原理及技術(shù)、風電場運行與維護、風力發(fā)電系統(tǒng)虛擬仿真實訓

象新力新能源數(shù)智化虛擬仿真實訓基地系統(tǒng)解決方案的優(yōu)勢可以歸納為以下五個方面：安全性、可重復性、便捷性、高效性和靈活性。

安全性，在實際操作和實驗過程中，由于涉及到大量的設備和工具，往往存在安全隱患。而虛擬仿真技術(shù)則可以提供安全的實踐環(huán)境，使學生可以在虛擬環(huán)境中進行實踐操作和實驗測試，避免了現(xiàn)實中可能出現(xiàn)的安全隱患。例如，在新能源行業(yè)中，風電和太陽能等項目都需要在戶外進行，而戶外環(huán)境中存在著許多風險，如雷電、地震、洪水等。使用虛擬仿真技術(shù)，可以在安全的環(huán)境中進行實踐操作和實驗測試，減少了學生在現(xiàn)實中的安全風險。

可重復性，在現(xiàn)實中，不同的環(huán)境和條件會對實踐操作和實驗測試產(chǎn)生影響，而虛擬仿真技術(shù)可以通過建立不同的虛擬環(huán)境和模擬實驗場景，實現(xiàn)對不同環(huán)境和條件下的實踐操作和實驗測試的可重復性。這一特點可以提高學生的實踐能力和學習效果，同時也可以為新能源行業(yè)的發(fā)展提供更加穩(wěn)定和可靠的支持。

便捷性，學生可以在虛擬環(huán)境中進行實踐操作和實驗測試，不必面對現(xiàn)實環(huán)境中的各種限制和挑戰(zhàn)。這一特點可以提高教學效率和學生的學習效果，同時也可以為新能源行業(yè)的發(fā)展提供更加便捷和高效的支持。

高效性，通過虛擬仿真技術(shù)，學生可以在虛擬環(huán)境中進行實踐操作和實驗測試，可以進行多次重復實驗，這樣可以更加深入地了解實驗過程中的各種細節(jié)，同時也可以加快學生的學習速度和提高學生的學習效果。

靈活性，虛擬仿真技術(shù)可以根據(jù)需要進行定制和調(diào)整，以滿足不同的教學需求。例如，在新能源行業(yè)中，不同的項目需要進行不同的實踐操作和實驗測試，而虛擬仿真技術(shù)可以根據(jù)需要進行調(diào)整和定制，以適應不同項目的需求。

綜上所述，新能源數(shù)智化虛擬仿真實訓基地系統(tǒng)解決方案，為新能源專業(yè)數(shù)智化教學模式開展提供良好的技術(shù)環(huán)境和路徑選擇。虛擬仿真教學不僅能實現(xiàn)高自由度拓展教學功能，而且還具有交互性強和成本低廉的優(yōu)點，其高性能和創(chuàng)新性對高素質(zhì)復合型人才的培養(yǎng)具有積極的推動作用。既能有效增強學生對環(huán)境工程類課程學習興趣，更有助于提高學生實驗能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。