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(guān)鍵。傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)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(shí)訓(xùn)教學(xué)的重要手段。虛擬仿真技術(shù)通過建立真實(shí)的場景模型，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐操作，可以大大提高學(xué)生的實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)效果。為助力高校虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，北京象新力新能源數(shù)智化虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地系統(tǒng)解決方案應(yīng)運(yùn)而生。

該解決方案以虛擬仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，將數(shù)字化和智能化的元素融入實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐操作和實(shí)驗(yàn)測試的數(shù)字化、智能化和高效化，進(jìn)一步提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)效果，助推實(shí)訓(xùn)教學(xué)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(shí)訓(xùn)教學(xué)方式。學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐操作和實(shí)驗(yàn)測試，不必面對現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的各種風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，不僅能提高學(xué)生的實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)效果，同時(shí)該解決方案還能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行全程監(jiān)控和評(píng)估，幫助教師更好地指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)和提高實(shí)踐能力。此外，新能源數(shù)智化虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地系統(tǒng)解決方案還具有可復(fù)制性和可擴(kuò)展性。在不同的實(shí)訓(xùn)場景中，該系統(tǒng)可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整和定制，滿足不同的教學(xué)需求。這一點(diǎn)在實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用，為新能源行業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革的提供重要支撐。

象新力新能源類虛擬仿真項(xiàng)目案例（部分）

◎電化學(xué)電池設(shè)計(jì)與儲(chǔ)能運(yùn)用虛擬仿真系統(tǒng)

◆應(yīng)用客戶

上海電力大學(xué)

◆產(chǎn)品介紹

本軟件以電化學(xué)電池制作工藝和實(shí)際儲(chǔ)能應(yīng)用場景為原型，通過三維虛擬仿真技術(shù)，建立電化學(xué)電池設(shè)計(jì)、電池功能設(shè)計(jì)及儲(chǔ)能應(yīng)用三維場景模型。旨在讓學(xué)生了解電化學(xué)結(jié)構(gòu)、原理及技術(shù)特點(diǎn)，了解電化學(xué)電池應(yīng)用場景，可自主、探究地進(jìn)行電池類型選擇設(shè)計(jì)、電池模組性能驗(yàn)證、儲(chǔ)能場景模擬運(yùn)行，以滿足不同負(fù)荷場景的需求。

◆實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

儲(chǔ)能電站介紹、電站設(shè)備認(rèn)知、BMS系統(tǒng)、考核答題、電站漫游認(rèn)知、電化學(xué)電池設(shè)計(jì)、EMS系統(tǒng)

◆支撐課程

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

◎太陽能光熱發(fā)電虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件

◆應(yīng)用客戶

浙江大學(xué)、中國石油大學(xué)(華東)

◆產(chǎn)品介紹

本軟件以真實(shí)塔式熔鹽熱發(fā)電系統(tǒng)(常存10小時(shí)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(guān)鍵組成子系統(tǒng)。具備各個(gè)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理展示，并配有拆解動(dòng)畫和人機(jī)交互操作，進(jìn)行光熱發(fā)電廠的生產(chǎn)運(yùn)行，做到1:1真實(shí)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(yùn)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(jìn)行監(jiān)控，可對光熱電站運(yùn)行的各個(gè)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(yīng)參數(shù)變化的規(guī)律，并可實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)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(xué)生對鏡場的工作狀態(tài)有感性認(rèn)識(shí)。仿真技術(shù)和動(dòng)作捕捉技術(shù)讓學(xué)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(dòng)作進(jìn)行交互，增加了教學(xué)的高效性和趣味性。

◆實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

本實(shí)驗(yàn)包含以下知識(shí)點(diǎn)：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(shè)備，模擬運(yùn)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(xué)、熱力發(fā)電廠、汽輪機(jī)原理、鍋爐原理、可再生能源與能源利用

◎風(fēng)電場虛擬仿真軟件

◆應(yīng)用客戶

清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中南大學(xué)、廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院、內(nèi)蒙古機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院

◆產(chǎn)品介紹

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

本軟件主要以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為對象，真實(shí)模擬風(fēng)力發(fā)電的三維場景，通過整流、儲(chǔ)能、逆變等裝置將風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(shí)際風(fēng)電場為原型建模。三維場景中主要包含有3MW風(fēng)電機(jī)組、35kV高壓室、電容器組系統(tǒng)、保護(hù)室，220kV系統(tǒng)三維場景，110kV系統(tǒng)三維場景，變壓器系統(tǒng)。學(xué)生可進(jìn)行場景漫游、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、巡檢和DCS控制。

本軟件主要進(jìn)行風(fēng)電場認(rèn)知性學(xué)習(xí)，適用于教學(xué)，讓學(xué)生不去現(xiàn)場就對風(fēng)電場的操作運(yùn)行有一個(gè)深入了解；適用于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生通過相關(guān)的操作學(xué)習(xí)就可以了解風(fēng)電場操作運(yùn)行的相關(guān)知識(shí)，為培育相關(guān)的風(fēng)電場的工作人員做準(zhǔn)備；適用于培訓(xùn)員工，將一些風(fēng)電場實(shí)體場景難以展現(xiàn)的場景復(fù)原，加強(qiáng)員工對風(fēng)電場的了解。

◆實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

風(fēng)機(jī)的類型與結(jié)構(gòu)、風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電原理、風(fēng)力發(fā)電并離網(wǎng)運(yùn)行

◆支撐課程

風(fēng)力發(fā)電原理及技術(shù)、風(fēng)電場運(yùn)行與維護(hù)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)

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

安全性，在實(shí)際操作和實(shí)驗(yàn)過程中，由于涉及到大量的設(shè)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(shí)踐環(huán)境，使學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐操作和實(shí)驗(yàn)測試，避免了現(xiàn)實(shí)中可能出現(xiàn)的安全隱患。例如，在新能源行業(yè)中，風(fēng)電和太陽能等項(xiàng)目都需要在戶外進(jìn)行，而戶外環(huán)境中存在著許多風(fēng)險(xiǎn)，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(jìn)行實(shí)踐操作和實(shí)驗(yàn)測試，減少了學(xué)生在現(xiàn)實(shí)中的安全風(fēng)險(xiǎn)。

可重復(fù)性，在現(xiàn)實(shí)中，不同的環(huán)境和條件會(huì)對實(shí)踐操作和實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)場景，實(shí)現(xiàn)對不同環(huán)境和條件下的實(shí)踐操作和實(shí)驗(yàn)測試的可重復(fù)性。這一特點(diǎn)可以提高學(xué)生的實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)效果，同時(shí)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(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐操作和實(shí)驗(yàn)測試，不必面對現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的各種限制和挑戰(zhàn)。這一特點(diǎn)可以提高教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，同時(shí)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(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐操作和實(shí)驗(yàn)測試，可以進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，這樣可以更加深入地了解實(shí)驗(yàn)過程中的各種細(xì)節(jié)，同時(shí)也可以加快學(xué)生的學(xué)習(xí)速度和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

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

綜上所述，新能源數(shù)智化虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地系統(tǒng)解決方案，為新能源專業(yè)數(shù)智化教學(xué)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(xué)不僅能實(shí)現(xiàn)高自由度拓展教學(xué)功能，而且還具有交互性強(qiáng)和成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，其高性能和創(chuàng)新性對高素質(zhì)復(fù)合型人才的培養(yǎng)具有積極的推動(dòng)作用。既能有效增強(qiáng)學(xué)生對環(huán)境工程類課程學(xué)習(xí)興趣，更有助于提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新思維的培養(yǎng)。