辽宁科技大学储能专业电力仿真系统采购项目的招标公告

序号

名称

参数明细

1

电力系统仿真 （电池设计 3D 虚拟仿真软件）

电化学电池设计虚拟仿真系统软件以电化学电池制作工艺和真实储能电站为仿真对象，分别建立了完整电化学电池设计、电池功能设计及储能电站场景，让学生了解电化学电池技术特点及制作工艺，了解电化学电池应用场景，包括所有设备和系统之间的物理关系、重要设备的模拟操作。

（一）软件内容

1 、电化学储能系统认知

以 3D 模型与 flash 动画及文字展示不同类型的电化学储能电池的原理，并展示各个电池的充放电特性曲线，对比各类电池特点及应用场景。

2 、电化学电池设计实验

软件中模拟（锂离子电池，液流电池，钠离子电池，锂硫电池，锌离子电池等至少 5 种 ) 电化学电池的设计及制作过程。包含极片制作，电芯制作，电池组装及测试环节等内容。

可进行以下实验：

●①电化学电池设计，包括极片制作、电芯（扣式电芯，圆柱电芯，方形电芯）制作、电池组装。

②电池模组结构及性能设计，包括单体电芯选择、固定框架、电连接装置，还有温度传感器、电压检测线路等。

●③电池性能测试，可进行 CV 与 EIS 电化学测试及电池的充放电测试。

● 3 、电化学电池性能优化

在电化学电池设计及制作实验的基础上，进行电化学电池性能优化实验，包含电池组连接， BMS 电池管理系统设计及运行测试、温度及湿度对电池性能是响、热管理系统设计、电气及机械系统的设计等实验内容，探究不同环境和不同充放电策略对电化学电池性能的影响。

（二）软件仿真培训系统规格：

1 、数学模型：***平台，底层算法为系统中所有关键设备的工况模型及上述模型的相互集成。

2 、虚拟现实 HMI ：电池储能场景中具有高度逼真的三维设备模型，学生在该场景主要完成现场操作及其它辅助操作功能。

3 、评分系统：对虚拟现实场景中的操作和测量数据进行实时评定，可导出、打印成绩。

4 、教师站：设置软件的培训模式、授权管理、组织考试、统计成绩等。

5 、培训模式：单机单角色，分组单角色。

6 、模型控制：切换、暂停、停止、运行培训项目等。

7 、系列软件包括内容：通用教师站；***网连接可安装的多台学员操作站。

8 、配备使用说明书、备件、其它相关资料。

9 、安装、培训：现场调试，现场培训该软件的使用方法及维护。

2

电力系统仿真 （ 储能电池综合设计 3D 虚拟仿真软件）

软件建立完整的 3D 场景，以真实储能电站中的预制舱组成为仿真对象，分别建立了完整储能电池簇和预制舱设计，让学生了解储能电池簇和预制舱技术特点、接线方式以及制作工艺，了解储能电池簇和预制舱设计方法，包括所有设备和系统之间的物理关系、重要设备的模拟操作。

（一）软件内容

锂离子电池的“超级大电池”一般采用预制仓方式，一个电站由若干电池预制仓组成。一个电池预制仓采用标准集装箱进行安装，其中包含若干电池簇。若干个单体电池采用串并联的方式组织一个电池模组，多个电池模组组成一个电池簇。所以一个“超级大电池”是由若干个单体电池组成的储能系统。

（ 1 ）电池簇的电连接设计

（ 2 ）预制舱的结构设计

（ 3 ）多个预制舱连接

●（ 4 ）电气设计选型

（ 5 ）电池储能系统设备集成安装与检验

软件设计内容：

1 、电池仓：电池仓主要包括电池模组、电池架、电池管理系统 (BMS) 控制柜、七氟丙烷灭火柜、进行温度控制的空调、烟感、照明、监控摄像头等。

2 、设备仓：设备仓主要包括变流器 (PCS) 和能量管理系统 (EMS) 控制柜。

3 、电芯排布需要根据电芯规格特点和电气要求进行设计。如果单个模组电压超过 60V ，绝缘等级提高并且需要额外警示标示。

4 、电池模组排布，软件制作需要铜排串联排布于电池箱，并设计出散热。

▲ 5 、现场演示在压缩空气储能电站的储能过程和释能过程，使用俯视视角展示冷热油和压缩空气两种介质在管道中的流动效果，管道须为透明，冷热油和空气具有鲜明对比。

（二）软件仿真培训系统规格：

1 、数学模型：***平台，底层算法为系统中所有关键设备的工况模型及上述模型的相互集成。

2 、虚拟现实 HMI ：电池储能场景中具有高度逼真的三维设备模型，学生在该场景主要完成现场操作及其它辅助操作功能。

3 、评分系统：对虚拟现实场景中的操作和测量数据进行实时评定，可导出、打印成绩。

4 、教师站：设置软件的培训模式、授权管理、组织考试、统计成绩等。

5 、培训模式：单机单角色，分组单角色。

6 、模型控制：切换、暂停、停止、运行培训项目等。

7 、系列软件包括内容：通用教师站；***网连接可安装的多台学员操作站。

8 、配备使用说明书、备件、其它相关资料。

9 、安装、培训：现场调试，现场培训该软件的使用方法及维护。

3

电力系统仿真（ 储能电站 3D 虚拟仿真软件）

***平台开发，利用虚拟现实技术，以 3D 形式模拟储能电站厂区布局，学生可在场景中漫游，***网方式，模拟设计电站容量与功率，并观察产生的不同效果，***网中发挥的作用，为用户提供直观的、交互式的体验。集“教 - 学 - 练 - 考”于一身，方便老师教学。

#1 、 提供储能电站虚拟仿真软件著作权证书。

（一）实验内容

1. 多种储能方式学习：包含多种储能方式（不少于四种）的原理与特点。

● 2. ***网的作用学习：地区负荷的削峰填谷等作用。

● 3. 学习储能系统的各个环节和联系，***网络架构图，****中心、储能站能量管理系统、 PCS 变流器、 BMS 电池保护模块、电池组等环节。

● 4. 展示储能站分布地图，其中有多个储能电站节点，点击各个储能电站节点出现该电站的容量功率信息。

● 5.1 、储能系统规划（储能电站设计与运行）

根据地区典型日负荷曲线的各个负荷波峰的功率缺额与容量缺额，确定需配置储能系统的容量功率最低符合值，任务中提供三种不同梯次电池参数（功率、容量、成本）对比，可选择建设成本最低或占地面积最小为配置的标准，在满足建设成本或规定电池组的数量的条件下，自由配置三种电池组的数量占比，进行模拟运行，运行失败返回上面的步骤重新配置，运行成功后展示实验报告，并提供实验报告保存选项。

▲ 5.2 、现场演示储能系统规划实验内容，包括根据地区典型日负荷曲线的各个负荷波峰的功率缺额与容量缺额，确定需配置储能系统的容量功率最低符合值，任务中提供三种不同梯次电池参数（功率、容量、成本）对比，可选择建设成本最低或占地面积最小为配置的标准，在满足建设成本或规定电池组的数量的条件下，自由配置三种电池组的数量占比，进行模拟运行，运行失败返回上面的步骤重新配置，运行成功后展示实验报告，并提供实验报告保存选项。

● 6. 储能系统的汇聚利用（多储能电站参与电力系统调峰）（大规模储能系统开发与项目实习）

****中心展示地区四季典型日负荷曲线，在负荷曲线上显示波峰区域的功率缺额与容量缺额，可自由选择某个负荷波峰区域作为调度削峰目标，选择完成后，负荷曲线的波峰区域转化为每 15 分钟一段的调度目标柱状图，在地图中有多个储能电站节点，学生可点击储能站节点可查看对应储能站的介绍，包含 SOC 状态、额定功率、额定容量等参数，可以选择进行汇聚利用的储能站，在考虑到可调度的储能电站功率，容量与 SOC 状态的基础上，完成各个时间段的调度目标值的，依次对储能电站各节点的输出功率进行设置，设置完成后投入模拟运行，可以查看运行时间段内的削峰的效果，并显示实验报告，软件会对运行结果进行评分。

● 7.1 、储能电站内部梯次利用

在汇聚利用实验的基础上，对某一电站内部进行调度，将储能电站内部转化为 6 组不同功率，容量， SOC 值及不同梯度的电池组。考虑电池放电趋同性与度电成本的基础上，对各组电池组在波峰时间段内各个放电节点的输出功率值进行设置。通过折线图实时显示各组电池组的 SOC 值变化。完成后可展示最优的方案并对配置的方案进行评分。

▲ 7.2 、 . 现场演示电池储能梯次利用实验内容，包括系统设置 6 组不同功率、容量、 SOC 值及不同梯度的电池组。考虑电池放电趋同性与度电成本的基础上，对各组电池组在波峰时间段内各个放电节点的输出功率值进行设置。通过折线图实时显示各组电池组的 SOC 值变化。完成后可展示最优的方案并对配置的方案进行评分。

二、场景描述

软件以真实的储能电站为对象，完整的还原储能站的各个设备。有 12 个蓄电池舱，两个高压汇流舱， 12 个变流器与升压变一体舱，智能总控舱，监控舱， SVG 舱，户外的变压器与开关设备。

1. 电池仓

在电池仓中主要为电池柜与高压汇流柜。每个电池仓有两组电池组，每组电池组有 5 个电池柜和一个汇流柜。

2. 主变压器区域

包括一个 10kV/35kV 变压器，母线与开关设备， SVG 舱。

变压器包括变压器主体、油枕、冷却器、套管、油温表、油位表、瓦斯继电器，有载调压开关箱等部分。

开关设备为 HGIS 设备，除母线以外的断路器，隔离刀闸，避雷器，电流互感器封装在气室中，设备上有分合闸指示，开关状态可以通过后台变量进行控制。

3. 变流器与升压一体舱

包括两个 PCS 变流器柜，点击柜上的屏幕可以查看变流器的运行状态。

● 4. 智能总控舱

智能总控舱中放置着各个二次屏柜及通信柜等，包括：

主变测控屏、直流馈线屏、交流馈线屏、交流进线屏、蓄电池屏、通信屏、调度管理信息屏等。

● 5. 监控舱

监控舱中有电气工具柜和后台监控电脑。

点击电脑屏幕可展示监控系统的多个界面，包括：

①主接线界面：展示储能站的主接线，点击主接线图上的电池仓可进入电池仓的分图，展示对应电池仓的详细信息。

② PCS 控制分图：展示 24 组 PCS 的各项参数（有功实时值，有功目标值， SOC 状态，充放电功率上限等）。

③ AGC 控制总图：展示有功实时值曲线与有功目标值曲线，界面的左侧显示 AGC 控制对象的各项参数。

④ AVC 控制总图：显示电压***网的无功和电压的参数。

⑤ SVG 无功补偿保护界面：显示 SVG 的主接线图，电压电流功率参数及 SVG 各项保护的光字牌。

⑥直流屏分图：展示所用直流系统的各项保护的光字牌及参数。

● 6. 所用变舱

所用变舱包括一台 10.5kV/400V 干式变压器，三个高压开关柜（所用变高压侧进线开关柜，低压侧出线开关柜，低压侧电容器柜）。

● 7. 汇流舱

汇流舱中有：分段开关柜，计量柜，压变柜， SVG 开关柜。

三、功能描述

1. 数学模型：软件后台搭建储能系统的实时仿真模型。

2. 评分系统：软件会根据学生在软件中的操作步骤和结果进行实时评定，可导出、打印成绩。

3. 系列软件包括内容：通用教师站；***网连接可安装的多台学员操作站。

4. 配备使用说明书、备件、其它相关资料。

5. 安装、培训：现场调试，现场培训该软件的使用方法及维护。

4

电力系统仿真 （光伏电池组件 3D 虚拟仿真实验）

利用虚拟现实技术，以 3D 形式模拟光伏电池组件测试、实验和实训的典型场景，搭建光伏组件的三维模拟实验室，构造包括光伏组件、逆变器等设备三维模型。

▲ 1 、现场演示三维图形引擎软件。打开此软件，演示内容组件功能创建三维可视化实训程序的搭建，需包含“位置”，“旋转”和“缩放”的基础信息，并演示以下“用户编辑”功能：着色器、脚本文件、动画、光源、材质、贴图、天空盒、网格等。

（一）软件内容

1 、设备认知

点击相关设备，如光伏组件、测试仪器等，显示出其简介、图片及工作原理及相关操作规程文字界面、操作规范等。

▲ 1.1. 现场演示设备电晕放电、刷状放电、火花放电、弧光放电四种放电形式处理。设备配电系统继电保护，保护整定和定值输入，并进行故障测试。故障测试组合不少于 60 种情况，展示出 K1 、 K2 、 K3 保护动作逻辑以及报文情况。

2 、组件实验

该模块支持对给定参数的光伏组件进行实验和测试，系统包括太阳能电池板、离网逆变器、并网逆变器、太阳能控制器、蓄电池、直流负载、交流负载、电压电流表、开关模块、光源等。采用现场一致的相关设备，使学员更深入的了解光伏发电原理及过程。

可以进行以下实验的学习：

太阳能电池板伏安特性测试实验

环境对光伏转换影响实验

太阳能电池光谱特性测试实验

太阳能可变电阻负载实验

聚光太阳能能量转换实验

太阳能电池板逐日实验

太阳能电池组件和蓄电池的选择

太阳能电池性能测试实验

（二）软件仿真培训系统规格：

1 、数学模型：***平台，底层算法为系统中所有关键设备的工况模型及上述模型的相互集成。

2 、虚拟现实 HMI ：光伏电池和组件场景中具有高度逼真的三维设备模型，学生在该场景主要完成现场操作及其它辅助操作功能。

3 、评分系统：对虚拟现实场景中的操作和测量数据进行实时评定，可导出、打印成绩。

4 、教师站：设置软件的培训模式、授权管理、组织考试、统计成绩等。

5 、培训模式：单机单角色，分组单角色。

6 、模型控制：切换、暂停、停止、运行培训项目等。

7 、系列软件包括内容：通用教师站；***网连接可安装的多台学员操作站。

8 、配备使用说明书、备件、其它相关资料。

9 、安装、培训：现场调试，现场培训该软件的使用方法及维护。

5

电力系统仿真 （光伏组件生产 3D 虚拟仿真软件）

利用虚拟现实技术，以 3D 形式模拟光伏组件生产实训场景，完整还原光伏组件生产流程，主要包括光伏电池片测试选择、焊接电池、材料的裁切、组件的铺设、组件的层压、装框、产品测试等环节。

#1 、提供太阳能电池器件仿真软件著作权证书。

（一）软件内容

该模块模拟了真实光伏组件的生产过程，相关设备和生产工艺流程均参照真实生产过程制作，设备和工具均允许模拟真实操作过程进行操作，让学生身临其境的了解和学习光伏组件生产的流程和相关设备原理。

主要实验内容：

太阳能电池片的划片和分选实训

太阳能电池片的焊接实验

太阳能电池组件的叠层实验

太阳能电池组件层压实验

●（ 1 ）光伏电池片选择

在软件界面列表中挑选参数相近的电池片，通过鼠标拖动的方式将电池单体放入模具板中固定好。

（ 2 ）焊接电池

正面焊接：使用焊接机工具，鼠标点击可将汇流带焊接到正面负极主栅线上。

背板焊接：视角切换到光伏组件的背板上，使用鼠标点击与拖动连线的方式，可多个电池串联连接并焊接到组件正极引线，连接完成后，对于连接错误，系统会检测自动进行扣分，可选择再次连接或系统自动连接。

●（ 3 ）层压敷设

由下向上：钢化玻璃、 EVA 、电池片、 EVA 、玻璃纤维、背板，软件中会根据操作的步骤给出相应的提示，学生可按照正确的顺序进行敷设，敷设完成后可选择进行层压操作。

●（ 4 ）装框

使用鼠标点击拖动将层压完成的组件装入铝边框中

（ 5 ）测试

选择进行红外线测试和外观检查，并判断组件是否合格。

（二）软件仿真培训系统规格：

1 、数学模型：***平台，底层算法为系统中所有关键设备的工况模型及上述模型的相互集成。

2 、虚拟现实 HMI ：光伏电池和组件场景中具有高度逼真的三维设备模型，学生在该场景主要完成现场操作及其它辅助操作功能。

3 、评分系统：对虚拟现实场景中的操作和测量数据进行实时评定，可导出、打印成绩。

4 、教师站：设置软件的培训模式、授权管理、组织考试、统计成绩等。

5 、培训模式：单机单角色，分组单角色。

6 、模型控制：切换、暂停、停止、运行培训项目等。

7 、系列软件包括内容：通用教师站；***网连接可安装的多台学员操作站。

8 、配备使用说明书、备件、其它相关资料。

9 、安装、培训：现场调试，现场培训该软件的使用方法及维护。

6

电力系统仿真 （光伏电站设计 3D 虚拟仿真软件）

***平台开发，利用虚拟现实技术，以 3D 形式模拟光伏电站厂区设计，学生可在场景中漫游，模拟设计电站容量与功率，并观察产生的设计效果，深刻理解光伏电站设备选型，为用户提供直观的、交互式的体验。集“教 - 学 - 练 - 考”于一身，方便老师教学。

（一）软件内容

决定光伏发电系统配置和连接方式，每一组光伏电池组件的电流和电压太阳电池进行适当的串、并联，组成相应电压等级的光伏发电系统；

一个完善的太阳电池发电系统需要考虑很多因素，进行各种设计，最主要的是根据使用要求，决定太阳电池方阵和蓄电池规模，以满足正常工作的需求；光伏发电系统总的设计原则是在保证满足负载用电需要的前提下，确定最少的太阳电池组件，以尽量减少投资，即同时考虑可靠性及经济性。

通过负载用电量的计算，太阳能电池方阵面辐射量的计算，太阳能电池、蓄电池用量的计算和二者之间相互匹配的优化设计，太阳能电池方阵安装倾角的计算等，可以进行负载的选型及必要的设计，太阳能电池和蓄电池的选型，太阳能电池支架的设计，逆变器的选型和设计等。根据太阳电池方阵的电流电压及功率，参照生产厂家提供的太阳电池组件的性能参数，选取合适的型号即可，根据安装面积和规格尺寸排列组合安装光伏组件阵列。据电池组件或方阵的电流、电压、总功率及蓄电池组容量等参数，参照电池组件和蓄电池生产厂家提供的规格尺寸和技术参数，结合电池组件 ( 方阵 ) 设置安装位置的实际情况，就可以确定构成方阵所需电池组件的规格尺寸和构成蓄电池组的容量及串联、并联块数。

主要内容：

（ 1 ）光伏电站 3D 设计

（ 2 ）负载的选型的设计

（ 3 ）太阳能电池和蓄电池的选型

（ 4 ）太阳能电池支架的设计

（ 5 ）逆变器的选型和设计

（ 6 ）控制、测量系统的选型和设计

（ 7 ）电池组件或方阵容量设计

（ 8 ）蓄电池的容量设计

（二）软件仿真培训系统规格：

1 、数学模型：***平台，底层算法为系统中所有关键设备的工况模型及上述模型的相互集成。

2 、虚拟现实 HMI ：光伏电池和组件场景中具有高度逼真的三维设备模型，学生在该场景主要完成现场操作及其它辅助操作功能。

3 、评分系统：对虚拟现实场景中的操作和测量数据进行实时评定，可导出、打印成绩。

4 、教师站：设置软件的培训模式、授权管理、组织考试、统计成绩等。

5 、培训模式：单机单角色，分组单角色。

6 、模型控制：切换、暂停、停止、运行培训项目等。

7 、系列软件包括内容：通用教师站；***网连接可安装的多台学员操作站。

8 、配备使用说明书、备件、其它相关资料。

9 、安装、培训：现场调试，现场培训该软件的使用方法及维护。

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电力系统仿真 （风力发电 3D 虚拟仿真软件）

***平台开发，利用虚拟现实技术，以 3D 形式模拟风力发电机组场景，包含风机场景、升压站场景、主控室场景，为用户提供 360 度、全方位的感官体验，通过光影等辅助效果提供立体感受，真正使用户实现身临其境的学习体验。软件利用动态数学模型实时模拟真实风电场运行状态，电能的输出曲线等阐述。每位用户都能亲自动手操作，观察现象，记录数据，验证原理。能够满足实验操作训练要求，能够安全、长周期运行。集“教 - 学 - 练 - 考”于一身，方便教学培训，真正用于新能源虚拟仿真培训学习。

#1. 提供发电厂虚拟仿真软件著作权证书。

（一）软件内容

1 、风力发电流程设备认知

该模块以装机容量 48MWp 的风力发电场为基础，构建了包括风力发电机、风力发电专用箱式变压器、 35kV 开关柜、风力发电专用升压变压器、 110kV 高压开关、 SVG 新能源专用静止补偿装置及配套电抗器、输电线路、铁塔、风电继保室、****中心***网型风力发电场所需设备的三维模型，三维模型仿照真实设备建模，***网型风力发电场的运行流程和设备原理。

2 、风力发电场监控和数据采集系统模拟

该模块能够实现对风电场基本参数（包括电压、电流、风速，功率，转速等）的综合展示，对断路器、隔离开关等设备进行控制，并且还可通过控制单个或多个风机的启停，***网状态及每个风机的参数如瞬时功率、日发电量，月发电量等的监控。主要功能如下：

●（ 1 ）实时运行参数

包括机组的瞬时发电功率、累计发电量、风轮及电机的转速和风速等，全场总有功功率、总无功功率、累计发电量、风机台数、启动台数、待机台数等，电网的电压、电流、功率等相关参数、变压器相关参数等。

（ 2 ）设备的运行状态

风机的当前运行状态，如发电、待机以及发电机工作等情况。配电设备的运行状态，如断路器及其他开关的分合状态、变压器的状态、挡位等。

●（ 3 ）实现对风场内风机的启动、停止等功能的实时控制

学生可根据给定条件或任务判断当前状况，对单台、回路及全部风机进行，复位、停机及启动操作。

●（ 4 ）实现对配电设备合闸、分闸、启动、停止等操作。实现汇流线路的切除、投入，倒闸操作等。

●（ 5 ）数据统计与查询

可以查询风电场历史运行状态，包括当期的发电量、风速、发电功率等历史运行数据的查询。

●（ 6 ）故障报警系统

能够设定或自然触发故障，风机运行的故障通过报警系统显示出来，包括故障的类型、位置、发生时间等，要求学生能及时处理消除故障，保证风力发电机组能恢复正常运行。

（ 7 ）偏航系统和自动解缆

支持手动偏航功能，在特殊或跟定条件下可以进行人工偏航控制。

3 、机组构造

该模块以 2MW 双馈型陆地风力发电机组为虚拟操作对象，系统功能包括：具有手动、自动、原理展示、声音、退出五种功能按钮，并可在软件内旋转查看设备， 360 °任意操作。软件需具有以下功能：

自动：点击自动按钮，设备旋转爆炸开成各个部件，并在每个部件上展示部件名称，便于查看。再次点击自动按钮，设备旋转恢复原状。

手动：点击手动按钮，场景左侧出现主视角的提示，下侧出现拆分步骤提示，设备上高亮应拆分的部件，触碰高亮的设备部件拖动，即可拆分该部件，直至设备拆分完成，拆分完成后，出现拆分步骤，按照拆分的逆序可将设备组装。

原理展示：点击原理展示按钮后，设备采用外壳半剖的形式展示，采用动画特效的形式讲解风力发电机组的工作原理。

声音：点击声音按钮可开启或关闭声音。

退出：点击退出按钮，可退出软件。

场景右侧具有：设备列表、设备介绍、设备原理三个功能按钮。

设备列表：点击设备列表，可单独查看某个零部件，点击相应部件，该部件在设备内飞至近处并配合文字进行部件讲解。

设备介绍：采用文字的形式介绍风力发电机组的结构等内容。

设备原理：采用文字的形式介绍风力发电机组的工作原理等内容。

动态曲线：系统中重要物理参量的变化曲线，调节风速、制动器、海拔，风向等，做到调整参数可动态显示相关参量的曲线变化情况

（三）软件仿真培训系统规格：

1 、数学模型：***平台，底层算法为系统中所有关键设备的工况模型及上述模型的相互集成。

2 、虚拟现实 HMI ：风力发电场景中具有高度逼真的三维设备模型，学生在该场景主要完成现场操作及其它辅助操作功能。

3 、评分系统：对虚拟现实场景中的操作和测量数据进行实时评定，可导出、打印成绩。

4 、教师站：设置软件的培训模式、授权管理、组织考试、统计成绩等。

5 、培训模式：单机单角色，分组单角色。

6 、模型控制：切换、暂停、停止、运行培训项目等。

7 、系列软件包括内容：通用教师站；***网连接可安装的多台学员操作站。

8 、配备使用说明书、备件、其它相关资料。

9 、安装、培训：现场调试，现场培训该软件的使用方法及维护。

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电力系统仿真 （***网 3D 虚拟仿真软件）

***网储能设计及***网场景为仿真对象，***网场景，***网的运作流程、专业组成和工作原理，***网的系统构成和系统的设备组成。

#1. ***网络信息安全和对应申报规格要求，需提供所投产品生成厂家三级信息系统安全等级保护备案证明。

（一）课程内容：

1 、基础知识认知及场景漫游

***网系统全景漫游：可实现在仿真范围内的全站漫游功能，***网、***网的建筑布局、主要设备、生产工艺等，包括风机、光伏、超级电容、飞轮储能、蓄电池、微型燃气轮机等设备内容，***网系统全貌建立感性认识。

漫游模式：分为行走模式和飞行模式。用户在进行场景漫游时，可以在电气设备的任意空间和位置进行漫游行走、环视，还可以调整行走速度，在场景中按“ W ”“ A ”“ S ”“ D ”前进、后退、向左、向右（前后左右键也可）； 飞行模式可以在场景中以任意合适的视角来进行观察设备，按“ E ”上升，按“ Q ”下降；按住鼠标右键移动，进行视角的调整。

设备和系统学习：点击相关设备或系统显示出其简介、图片及工作原理及相关操作规程文字界面、操作规范等。

软件应具有搜索定位功能，选择对应的光伏板、风机、逆变器等并移动至设备位置。

2 、***网模拟运行及实验

（ 1 ）***网规划及功率与能量平衡；

可实现给定约束条件下，负荷数据约束、风、光资源约束、功率平衡约束、储能容量约束、潮流约束，实现多种优化目标，如投资成本最小化、能耗最小化等，***网主接线图设计，完成各种分布式电源、储能设备组数与容量的配置，并安装光伏、风机、储能、柴发设备、屏柜、逆变器等设备。

可实现下列实验：

①独立型 / ***网规划

②***网功率与能量平衡

③***网投资成本计算

▲④***网控制分析实验，实验的页面具有综合能源的单线图，***网时的储能功率，***网时储能系统控制，然后进行控制算法运行仿真，仿真结果为 PCC 点电压波形、光伏发电系统功率波形以及储能功率波形，而且波形局部可调节。

(2) 分布式电源（风机、光伏）控制原理实验

通过动画、 FLASH 、动态图文等充分展示，风电发电控制系统、光伏发电控制系统的运行方式、控制原理以及最大功率点追踪原理。同时利用后台数学模型，建立风力发电、光伏发电仿真功率输出模型，支持设定光伏阵列或风机主要运行参数，生成不同参数条件下的光伏或风机输出特性曲线。

可实现以下实验：

①光伏、风机恒功率控制原理；

②光伏、风机电压频率控制原理 ;

③光伏、风机最大功率追踪控制原理 ;

④光伏、风机虚拟同步控制原理

▲⑤***网中的 MPPT 控制方法分析实验，实验的页面具有综合能源的单线图，可选择晴天或阴天，可选择恒功率控制法和观察扰动法，生成 PCC 点电压波形、光伏发电系统功率波形以及光伏发电系统电压波形等，而且波形局部可调节。

（ 3 ）***网运行与故障分析实验

软件中模拟故障的发生，***网内多点的三相电压电流波形，分析判断故障点发生的位置。

●（ 4 ）微网经济性运行实验

***网 24h 内电负荷曲线、购电价格曲线、售电价格曲线，光伏出力曲线，风机出力曲线，通过调节 24h 内的储能电池组的充放电功率，满足最佳经济性要求。

▲（ 5 ）现场演示变压器拆装，不少于 30 个零部件。

（二）软件仿真培训系统规格：

1 、数学模型：***平台，底层算法为系统中所有关键设备的工况模型及上述模型的相互集成。

2 、虚拟现实 HMI ：***网场景中具有高度逼真的三维设备模型，学生在该场景主要完成现场操作及其它辅助操作功能。

3 、评分系统：对虚拟现实场景中的操作和测量数据进行实时评定，可导出、打印成绩。

4 、教师站：设置软件的培训模式、授权管理、组织考试、统计成绩等。

5 、培训模式：单机单角色，分组单角色。

6 、模型控制：切换、暂停、停止、运行培训项目等。

7 、系列软件包括内容：通用教师站；***网连接可安装的多台学员操作站。

8 、配备使用说明书、备件、其它相关资料。

9 、安装、培训：现场调试，现场培训该软件的使用方法及维护。

#10. 具有应用认知考核类虚拟仿真软件著作权证书。

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电力系统仿真 （氢燃料电池 3D 虚拟仿真实验 )

利用虚拟现实技术，建立了氢燃料电池实验场景， 针对氢燃料电池的结构、原理进行仿真，最终形成了氢燃料电池 3D 虚拟仿真实验。

（一）实验内容

（ 1 ）燃料电池作用机理模拟

燃料电池工作时，阳极的氢气在催化剂的作用下分解出氢离子和电子，氢离子通过质子交换膜到达阴极，电子则沿着外部电路到达阴极（正极）产生电流。而在阴极，空气中的氢气与氢离子、电子反应生成水。

（ 2 ）电池结构仿真模拟

燃料电池的反应物是氢气和氧气，唯一生成物是水，应用在汽车上作为动力源能有效减少其它燃油车造成的环境污染问题，也因此，氢燃料汽车被认为是真正环保的新能源汽车。

在实际使用时，通常将多片燃料电池串联起来组装成燃料电池堆，以提供较大的用电需求。

与传统燃油车上的发动机相同，燃料电池用作汽车动力源时，也需要相应的辅助系统，因此，燃料电池车上的燃料电池系统也称为燃料电池发动机，主要由燃料电池堆、空气供应系统、氢气供应系统、冷却系统、配电管理系统和控制器等组成。

（ 3 ）空气压缩机仿真模拟

空气压缩机是空气供应系统的核心组件，其作用是将燃料电池堆发电所需的空气压缩后输入电堆，在低流量时采用低压压缩，高流量时采用高压压缩，以提高效率。

（ 4 ）氢气循环泵仿真模拟

氢气循环泵是氢气供应系统核心组件，将未反应的氢气循环使用，提高了氢气的利用率。同时，也将生成的水进行循环，实现燃料电池系统的自增湿功能。系统还原氢气循环泵的结构，体验者可沉浸式体验。

（ 5 ）氢气喷射器仿真模拟

氢气喷射器是氢气供应系统核心组件，根据实际工况，供给燃料电池堆所需的氢气的量。系统还原氢气喷射器的结构，体验者可沉浸式体验。

（二）软件仿真培训系统规格：

1 、数学模型：***平台，底层算法为系统中所有关键设备的工况模型及上述模型的相互集成。

2 、虚拟现实 HMI ：氢能场景中具有高度逼真的三维设备模型，学生在该场景主要完成现场操作及其它辅助操作功能。

3 、评分系统：对虚拟现实场景中的操作和测量数据进行实时评定，可导出、打印成绩。

4 、教师站：设置软件的培训模式、授权管理、组织考试、统计成绩等。

5 、培训模式：单机单角色，分组单角色。

6 、模型控制：切换、暂停、停止、运行培训项目等。

7 、系列软件包括内容：通用教师站；***网连接可安装的多台学员操作站。

8 、配备使用说明书、备件、其它相关资料。

9 、安装、培训：现场调试，现场培训该软件的使用方法及维护。

▲ 10 、现***网络平台登入站点，***平台，真正实现资源共享。***平台进行课程预习、在线学习、课后巩固，不受时间空间限制。

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电力系统仿真 （氢能电站 3D 虚拟仿真软件 )

利用虚拟现实技术，建立了包括氢能的制备、燃料电池电堆组、空气供应系统、冷却塔、电气及控制系统等在内的兆瓦级氢能综合利用电站。软件配置了氢燃料电池发电系统（逆变、升压电气设备）的三维展示认知、调节控制功能，具备良好教学培训功能。

（一）实验内容

1 、场景漫游及设备认知

（ 1 ）可实现在仿真范围内的全站漫游功能，通过漫游了解氢燃料电池发电模块等的建筑布局、主要设备、生产工艺等，对氢能发电系统全貌建立感性认识。

（ 2 ）漫游模式：分为行走模式和飞行模式。用户在进行场景漫游时，可以在氢能设备的任意空间和位置进行漫游行走、环视，还可以调整行走速度；飞行模式可以在场景中以任意合适的视角来进行观察设备。

（ 3 ）设备和系统学习：学习燃料电池发电装置的工作原理，了解氢能发电单元等相关设备结构。
（ 4 ）软件应具有搜索定位功能，根据选择移动至相应设备处。

▲（ 5 ）***平台 :

①在空场景中导入三维模型，支持常见的三维模型格式，如 fbx 。

②编辑模块的属性，增加和删除变量；编辑模块的输入输出，增加输入端口和输出端口

③编写模块的运算逻辑，即运行期函数

④可自动编译生成模块的算法文件（ .exe 可执行文件）

2 、氢能电站

在虚拟软件中，在给定的约束条件下，针对给定条件进行能源需求分析，并对包含制氢、储氢、电池发电及电气控制系统在内的一体化氢能发电系统进行设计，系统能够运行并给出设计的验证结果，提出改进意见。可以通过模拟交换膜燃料电池发电系统运行，了解燃料电池发电原理和发电过程中的能量转化过程。通过燃料电池特性综合实验，测量燃料电池输出特性，研究氢氧燃料电池极化曲线和电池输出功率和放电电流、燃料浓度关系曲线 ( 极化曲线一般就是电流和功率 (Y 轴 ) 、电压 (x) 的曲线。一般不控制浓度，控制氢 / 氧流量、背压、稳定、湿度 ) 。可进行以下虚拟仿真实验：

（ 1 ）氢能电站认知实验

（ 2 ）氢能电站设计

（ 3 ）氢燃料电池发电原理实验

（ 4 ）氢燃料电池特性综合实验

●（ 5 ）电解水制氢实验

（二）软件仿真培训系统规格：

1 、数学模型：***平台，底层算法为系统中所有关键设备的工况模型及上述模型的相互集成。

2 、虚拟现实 HMI ：氢能场景中具有高度逼真的三维设备模型，学生在该场景主要完成现场操作及其它辅助操作功能。

3 、评分系统：对虚拟现实场景中的操作和测量数据进行实时评定，可导出、打印成绩。

4 、教师站：设置软件的培训模式、授权管理、组织考试、统计成绩等。

5 、培训模式：单机单角色，分组单角色。

6 、模型控制：切换、暂停、停止、运行培训项目等。

7 、系列软件包括内容：通用教师站；***网连接可安装的多台学员操作站。

8 、配备使用说明书、备件、其它相关资料。

9 、安装、培训：现场调试，现场培训该软件的使用方法及维护。

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电力系统仿真（燃料电池汽车 3D 虚拟仿真软件 )

利用虚拟现实技术，建立了包括燃料电池在汽车上的应用，主要学些燃料电池的应用原理，让学生明白其中的燃料电池汽车结构。

（一）实验内容

（ 1 ）驱动电机系统结构与原理

①驱动电机系统的结构展示，播放爆炸动画，可选择零部件，零部件高亮显示，拿起零部件进行零部件查看。包括：电机端护罩、控制器端、定子、电机轴、前端轴承、减速器等。

②驱动电机系统运行原理，动态演示驱动电机的运行原理，配合文字语音说明，让学生更快速掌握知识。原理：驱动电机通过 UVW 三相高压电缆与电机控制器做电器连接，通过输出周与减速器做机械连接，将电能转化为机械能，驱动车辆行驶，同时依靠内置的旋转变压器和温度传感器，采集自身的工作信息，通过低压线束传送给驱动电机控制器。

（ 2 ）辅助乘车保护系统结构与原理

①辅助乘员保护系统结构展示，播放爆炸动画，可选择零部件，零部件高亮显示，拿起零部件进行零部件查看。包括：方向盘、右侧安全气帘、左侧安全气帘。

②辅助乘员保护系统运行原理，动态演示保护系统的运行原理，配合文字语音说明，让学生更快速掌握知识。原理：当汽车在行驶过程中发生碰撞事故时，首先由安全气囊传感器接受撞击信号，只要达到规定的强度，传感器即产生动作并向电子控制器发出信号。电子控制器接受到信号后，与其原存储信号进行比较，如果达到气囊展开条件，则由驱动电路向气囊组件中的气体发生器送去起动信号。气体发生器接到信号后引燃气体发生剂，产生大量气体 , 经过滤并冷却后进入气囊，使气囊在极短的时间内突破衬垫迅速展开 , 在驾驶员或乘员的前部形成弹性气垫，并及时泄漏、收缩，吸收冲击能量，从而有效地保护人体头部和胸部，使之免于伤害或减轻伤害程度。

▲③现场演示应急防护救护培训功能，至少需包含化学烧伤及处理、 A 级防护服的穿脱讲解、口罩的适配性选择讲解、 AED( 自动体外除颤器）救护方法、触电后急救措施、心肺复苏法等应急救护培训内容，并能以 flash 视频的方式进行，要求 flash 风格统一，每个 flash 都带有同一个标志性人物进行引导。

▲④现场演示防护用品使用培训功能，至少需包含灭火器、灭火毯、消防栓、正压式空气呼吸器等防护用品的使用培训，并能以 flash 视频的方式进行，要求 flash 风格统一，每个 flash 都带有同一个标志性人物进行引导。

（ 3 ）整车电器系统结构

整车电器系统结构展示，播放爆炸动画，可选择零部件，零部件高亮显示，拿起零部件进行零部件查看。包括：左前门控制器总成盖。

（ 4 ）冷却系统

包括副水箱总成、散热器总成、电子风扇总成、燃料电池水泵带支架总成等。

（二）软件仿真培训系统规格：

1 、数学模型：***平台，底层算法为系统中所有关键设备的工况模型及上述模型的相互集成。

2 、虚拟现实 HMI ：虚拟场景中具有高度逼真的三维设备模型，学生在该场景主要完成现场操作及其它辅助操作功能。

3 、评分系统：对虚拟现实场景中的操作和测量数据进行实时评定，可导出、打印成绩。

4 、教师站：设置软件的培训模式、授权管理、组织考试、统计成绩等。

5 、培训模式：单机单角色，分组单角色。

6 、模型控制：切换、暂停、停止、运行培训项目等。

7 、系列软件包括内容：通用教师站；***网连接可安装的多台学员操作站。

8 、配备使用说明书、备件、其它相关资料。

9 、安装、培训：现场调试，现场培训该软件的使用方法及维护。

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