微电 设计运行与典型故障处理虚拟仿真软件

为了解决分布式发电的接入问题，

充分发挥分布式发电的效益，

21世纪初， 微电 理论应运而生。

近年来，环境问题越来越突出，受能源危机日益加深的影响，以清洁能源为主的分布式发电技术得到了快速发展，微电 技术的研究成为当前的热点。微电 系统具有能源供给多样化、可再生能源利用率高、环境污染小、馈线损耗较 少、控制方便、运行方式灵活以及供电可靠性高等优点。通过微电 将可再生能源并到大电 中，相比其直接并入，可以在很大程度上缓解对供电稳定性造成的冲击。微电 作为传统大电 的强力支撑，避免了很多因为大电 受到影响或者发生故障而产生的断电现象。微电 技术通过对分布式电源、储能设备以及区域负荷的协调调度，为提升电 可靠性、减少环境污染、充分利用可再生能源提供了很好的解决方案。

作为一种新的供电 络形式，微电 的技术还不成熟，仍有许多问题亟待解决。对微电 技术进行研究的方法主要有三种：

其一，可以对实际运行的微电 系统进行现场实测。从论证解决方案的角度而言，对微电 的运行特性进行实测是必不可少的。但是在实际运行的微电 中验证各种解决方案，无论从经济性、 安全性还是可行性上都存在很大的困难。此外，对实际系统的测量必须在微电 建成后进行测试，起不到指导工程设计的作用。

其二，作为现场实测的一种折中方案，可以在实验室进行模拟实验。虽然测试成本降低了，但是依然存在较大的难度，而且所测的结果往往不能真实地反映微电 的实际运行情况。

其三，作为以上两种方案的替代，北京象新力自主研发了『微电 设计运行与典型故障处理虚拟仿真软件』 可以对微电 系统的运行特性进行仿真研究。通过对微电 按其各部分的原理及实际结构进行建模，搭建与实际系统相对应的仿真平台， 便可以模拟实际微电 的运行状态，进而分析其各种动态特性。釆用仿真的方式对微电 的运行特性进行研究，有其独特的优势。它可以避免对解决方案进行实际验证可能对系统产生的冲击危害，避免购置昂贵的测量设备，节约大量的资金，而且重复性很好，可以进行更加深入、细致的研究。

『软件介绍』

本虚拟仿真软件项目共设计了“基础实验”、“微 设计及运行”和“故障仿真”三个教学模块。实验整体采用由浅入深的方式：通过对光伏、风机和储能的基本实验操作，让学生了解光伏、风机和储能的基本原理和运行特性；在此基础上开展微电 的设计、运行及能量管理，包括微电 容量配置、策略制定、能量管理和参数设计；最后让学生身临其境，置身微电 场景中进行故障分析和处理。通过上述实验内容的实施，使学生对微电 规划设计、能量管理及运行控制方法与典型故障有更深入的理解和认识。

『软件特点』

规划设计：学生可以校园的负荷情况跟微电 搭建的规则，在三维场景中，进行光伏、风机、储能的安装，形成微电 方案。然后进行能量管理策略选择与制定、微电 运行状态观测与讨论。学生选择不同场景（光照强度、风速），制定微电 能量管理策略，通过对比不同场景下能量管理策略的异同，加深对微电 运行过程的认知。

故障仿真：该内容涵盖了微电 主要发生的四种典型故障，具体包括主 失电故障、光伏绝缘故障、蓄电池故障、汇流箱故障。故障处理难以通过实际的微电 实验室实现，通过虚拟仿真软件，学生可以对在虚拟校园三维场景中模拟实际工程类操作，包括主 失电倒闸操作、绝缘异常检测方法、蓄电池故障排除、红外热像仪应用，进一步加深对微电 技术应用的理解。

『教学与实训内容』

① 光伏伏安特性

②光伏MPPT控制

③风机功率特性

④风电MPPT控制

⑤储能基础实验

⑥微电 规划设计

⑦微电 能量管理

⑧主 失电故障

⑨光伏绝缘故障

⑩蓄电池故障

?汇流箱故障