电力系统综合自动化虚拟仿真实验室
电力系统动态模拟综合实验
《电力系统动态模拟综合实验》实验报告实验名称发电机及系统短路故障影响实验姓名XXX 学号XXX日期XXX 地点XXX成绩教师电气工程学院东南大学1.实验目的：（1）了解动模实验室的构成，主要设备及其功能。
（2）熟悉和掌握发电机的启动，调压，调速，并网，解列，停机等操作。
（3）通过单机---无穷大系统中不同点的短路故障实验，理解发电机在短路时的电磁暂态过程，分析和掌握短路起始相角及回路阻抗对发电机运行状态的影响。
2.实验内容：在单机----无穷大主接线模拟实验系统中，通过实验操作，熟悉实验室环境及实验设备，掌握发电机的启动，调压，调速，并列，解列及停机操作方法，选择不同的短路点进行短路故障实验，录取短路时刻的电压，电流波形，然后，根据所学知识，分析求取发电机或系统的状态参数，理解和掌握短路故障对发电机及系统运行状态的影响。
3.实验原理（实验的理论基础）：根据《电力系统暂态分析》相关理论，可知在三相短路时，发电机定子绕组电流中含有以下四个分量图1.发电机短路电流波形图i w(∞)为强制分量，不衰减∆i w为按此时励磁绕组的时间常数T d’衰减的分量∆i w2为按直轴阻尼绕组的时间常数T d’’衰减的分量iα和i2w为按定子绕组的时间常数T a衰减的分量根据发电机三相短路时电流波形图，由短路电流波形图绘制其包络线。
包络线中分线即直流分量。
将短路电流减去直流分量，则可以认为是基频交流分量。
根据发电机参数，T d’和T d’’都较小，在短路后0.5s，可以认为基频电流中只含有稳态分量，读出此时电流幅值i w(∞)。
在此时刻前找两处幅值I1，I2及对应时刻T1，T2，则可得方程组：11'''22'''21()22()d d d d T T T T w w w T T T T w w w i e i e i i e i e i --∞--∞⎧+=I -⎪⎪⎨⎪+=I -⎪⎩由此可以求出∆i w ，∆i w2。
机电综合实训虚拟仿真教学平台建设实践
机电综合实训虚拟仿真教学平台建设实践近年来，随着虚拟仿真技术的不断发展，机电综合实训虚拟仿真教学平台逐渐成为了机电类专业教学中的重要工具。
该平台可以通过虚拟仿真技术模拟真实的机电设备和操作环境，将实际操作与理论知识相结合，为学生提供更加真实、实用的学习体验。
基于此背景，本文将结合我校机电综合实训虚拟仿真教学平台的建设实践，探讨如何有效地建设和利用这样一种虚拟仿真平台。
机电综合实训虚拟仿真教学平台的建设需要充分考虑教学目标和学生需求。
教师团队应对教学目标进行详细分析，明确学生需要掌握的知识和技能。
然后，结合实际情况，确定虚拟仿真教学平台的功能模块和教学内容。
可以包括机械结构设计与分析、电气控制与配电、自动化控制与编程等模块，针对不同层次和专业方向的学生设置不同的教学内容和难度。
虚拟仿真教学平台的建设需要充分利用现有的技术和资源。
可以利用三维建模软件进行机械结构的建模与设计，利用电路仿真软件进行电气控制与配电的模拟，利用PLC编程软件进行自动化控制的编程等。
可以利用云计算和大数据技术，将平台与实验室设备、教学资源等进行集成，实现资源共享和教学数据的收集与分析，为教学过程提供更多的支持和辅助。
机电综合实训虚拟仿真教学平台的有效利用是关键。
教师可以通过虚拟仿真技术展示实际操作过程，帮助学生理解和掌握操作要点。
学生可以通过虚拟仿真平台进行自主学习和实践，提高自主学习能力和实际操作能力。
在教学过程中，教师还可以通过平台对学生的学习过程和结果进行监控和评估，及时发现和帮助学生解决问题。
机电综合实训虚拟仿真教学平台的建设实践需要教师团队的共同努力和合理安排。
通过充分考虑教学目标和学生需求，利用现有的技术和资源，有效利用虚拟仿真平台，可以提高机电类专业教学的效果，培养学生的实践能力和创新精神，为他们的职业发展打下坚实的基础。
希望今后能继续深化机电综合实训虚拟仿真教学平台的建设，推广应用，为机电类专业的教学提供更好的支持和服务。
集成电路虚拟仿真实验室建设方案设计
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2023年第15期·39·文章编号：2095-6835（2023）15-0039-03集成电路虚拟仿真实验室建设方案设计赵芳1，孙越1，李阳1，李阁1，李岳鹏2（1.齐齐哈尔工程学院信息工程系，黑龙江齐齐哈尔161005；2.大庆广播电视台技术中心，黑龙江大庆163311）摘要：集成电路实体实验室建设耗资较大、周期长、工艺线陈旧、后期维护需要较大支出且安全性得不到保障；集成电路虚拟仿真实验室功能齐全、项目完备，包含集成电路生产制造全过程，建设成本较低，易维护和管理，安全性有保障，不受场地和时间限制，既可满足集成电路设计与集成系统专业本科阶段实验教学要求，又可提升实验教学质量。
关键词：集成电路；虚拟实验；仿真技术；资源共享中图分类号：TP391文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2023.15.011计算机网络技术日益成熟，与虚拟仿真技术相结合建设集成电路虚拟仿真实验室开展实验教学，不仅可以满足集成电路专业实验教学需要，而且方便开展实验，具备快捷、可靠、安全、环保、易管理等优势。
与实体实验室相比，虚拟仿真实验室优势日渐突显。
1建设背景本科教育是高等教育发展的核心部分。
当前，教学资源难以及时更新，学生学习环境封闭，教学模式停滞不前且偏向理论教学，大部分本科院校仍停留在单向教学模式上，不利于学生的自我完善和发展，学生的学习情况不能及时反馈，信息不全或信息滞后，教师无法及时引导和帮助学生解决问题，这些问题对应用型本科校院人才培养产生了具大的挑战。
集成电路作为新兴行业，具有广阔的发展前景，当前，中国集成电路行业人才需求缺口较大。
高校是人才培养的主阵地，部分院校因资金不足等原因无法为学生提供集成电路实验实训完备的实体实验室，实验和实习计划不能有效开展，学生的实践动手能力得不到锻炼，制约了人才培养进度。
基于虚拟仿真和混合式教学的《电力系统自动化》课程教学改革
基于虚拟仿真和混合式教学的《电力系统自动化》课程教学改革1.引言1.1 概述电力系统自动化是电气工程领域中的一门重要课程，它主要研究电力系统在自动化控制下的运行与管理。
随着信息技术的快速发展和社会的进步，电力系统自动化课程在教学中亦需与时俱进。
因此在本文中，我们将探讨基于虚拟仿真和混合式教学的电力系统自动化课程教学改革。
虚拟仿真这一概念指的是利用计算机技术对真实系统进行模拟，从而在虚拟环境中进行实验与演练。
在电力系统自动化课程中，虚拟仿真技术可以被应用于模拟电力系统的运行情况、故障和优化等方面。
通过虚拟仿真，学生可以在安全的环境下进行实践操作，加深对电力系统自动化原理的理解。
混合式教学则是指传统的面对面授课与网络教育的结合。
在电力系统自动化课程中，混合式教学可以通过网络教学平台提供课件、视频讲解和在线作业等资源，方便学生随时随地进行学习。
同时，面对面授课则可以提供实验操作、讨论和研讨的机会，加强与教师和同学之间的互动与交流。
本文的目的是讨论如何将虚拟仿真和混合式教学方法应用于电力系统自动化课程中，以期提升学生对课程内容的理解和掌握。
在接下来的章节中，我们将重点介绍虚拟仿真在电力系统自动化课程中的应用以及混合式教学在电力系统自动化课程中的应用，并对教学改革的展望进行探讨。
通过本文的研究，我们希望能够对电力系统自动化课程的教学改革提供一定的理论支持和实践经验。
同时，我们也期待本文的内容能够为相关领域的教师和研究人员提供一些启示，从而不断推动电力系统自动化课程教学的发展和创新。
1.2文章结构1.2 文章结构本文共分为引言、正文和结论三个部分。
具体结构如下：引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
在概述部分，将介绍《电力系统自动化》课程的背景和重要性，以及该课程在电力工程专业中的地位。
在文章结构部分，将简要介绍本文的内容和各个部分的主要内容。
在目的部分，将明确本文撰写的目的，即探讨基于虚拟仿真和混合式教学的《电力系统自动化》课程教学改革的可行性和优势。
虚拟仿真实训室建设方案详细
虚拟仿真实训室建设⽅案详细⼀、概述（⼀）建设意义1、现有实训条件分析机电技术应⽤专业现有基础实验室、专业实训室共计9个，可开设《维修电⼯》、《电⼯电⼦技术与技能》、《电⽓及PLC控制技术》、《车⼯⼯艺》等课程的相关实训项⽬。
为满⾜机电专业⼈才培养⽬标和社会培训的需要，需进⼀步加强专业建设，拓展专业领域，增加实训开出项⽬，提升实习实训教学环境条件。
2、必要性和可⾏性（1）必要性通过对多家电⽓⾃动化企业及IT企业进⾏了职业群与岗位群调研，确定其培养⽬标：从事机电⼀体化产品及⾃动⽣产系统的设计制造与开发，从事处理重要数据、熟练应⽤各种专业设计软件。
并根据对机电技术专业岗位群的职业能⼒和知识技能要求的分析，构建了“阶梯递进式⼯学交替”的⼈才培养模式，搭建了基于⼯作过程导向的“模块化”专业课程体系，增加《虚拟仿真》课程。
这就需要新建虚拟仿真实训室，使其具备在虚拟终端对⾃动化设备及⽣产线调试与维护、维修电⼯等虚拟实训项⽬的条件，所以需采购虚拟化服务器1台，虚拟化桌⾯终端48台，虚拟化软件Citrix48套，满⾜⼀个班的实训需求。
（2）可⾏性天津市基础能⼒建设校实训基地投资中的部分资⾦将⽤于虚拟仿真实训室的建设，建设后的实训室集教、学、做为⼀体，新增虚拟仿真终端实训设备，可以满⾜56⼈的《虚拟仿真》课程的实训教学的需求。
实现了学⽣专业基本能⼒、专业核⼼能⼒和职业⾏为能⼒的提升。
3、建设依据依据确定的“阶梯递进式⼯学交替”的⼈才培养模式，校实训应贴近企业的实际⽣产，有助于提升学⽣的专业基本能⼒、专业核⼼能⼒和职业⾏为能⼒，便于学⽣在校学习与企业岗位实践能够顺利衔接。
（⼆）建设思路和建设⽬标1、建设思路虚拟仿真实训室的建设本着建成集“教、学、做”为⼀体的教学环境和专业综合性实训基地的理念，从演⽰实践教学、基本技能实训教学和项⽬综合实训教学三个层⾯，为《虚拟仿真》课程的实践教学提供保障。
虚拟仿真实训室需要符合以下要求：（1）满⾜于综合性实践教学的要求建成后的实训室可以实现四种形式的教学与培训⽅式，极⼤丰富了教学容和教法。
虚拟仿真实训室配置清单及技术参数
虚拟仿真实训室配置清单及技术参数虚拟仿真系统要求一、技术指标1.输入电源：AC 220V±10% 50HZ2.输入功率：W3 kw3．工作环境：1）温度：-10℃―+40℃2）相对湿度：W90% （+20℃）3）海拔高度：W4000m4）空气清洁，无腐蚀性及爆炸性气体，无导电及能破坏绝缘的尘埃4.设备重量：单台设备约250kg5.整体设备外形尺寸（长宽高）：1900mmX1200mmX2000mm （±5%）6．本质安全：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国家标准。
采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。
二、教学资源针对考核标准与实训功能，要求配备详尽的多媒体课件（PPT格式）、实训指导书、电气图纸、机械图纸、程序、仿真源文件、案例视频等教学资源，至少包含标准课程及初级、中级、课程资源包。
课程内容至少包括以下部分：三、模块要求投标文件内须提供各个模块的实物图。
1、装调实训台用于安装装调机器人模块，并在实训台上进行装调机器人实训，实训台内装有工具存放抽屉可存放装调所需工具。
1.实验台尺寸（mm）： 590X1200X900mm （±5%）2.主电源：单相 AC220V2、装调机器人模块机器人拆装实训台主体应由工业铝型材框架和工业冷轧钢板构成，桌面能放置装调机器人和装调工具，应配置旋转装置，能够对机器人本体进行360度的装调操作。
桌体下部要求安装工业机器人电控柜内部元器件挂板，可进行机器人控制柜的安装与接线。
机器人控制柜背面抽屉内应装有工业机器人外部控制元器件和专门存放工具的挂板。
参数要求如下：轴数：6；有效载荷三3Kg；重复定位精度：±0.02mm；安装方式：任意角度；本体重量W30Kg；最大臂展三590mm；能耗：1KW；本体防护等级：IP40；电柜防护等级：IP20 3、标准实训台实训台承重主体应为铝型材构成，侧封板为工业冷轧钢板；实训台能够为机器人、示教器、功能模块的安装提供标准的安装接口。
高校智慧实验室虚拟仿真智能管理平台建设方案
•建设背景与目标•平台架构与功能设计•关键技术实现•平台应用与管理•建设方案实施与规划目•效益评估与可持续发展•风险评估与对策建议录建设背景2. 实验资源浪费严重1. 实验室管理效率低下4. 信息化技术发展3. 实验室安全问题实验室管理缺乏有效的监控手段，存在一定的安全隐患。
1. 提高实验室管理效率建设目标2. 优化实验资源配置3. 加强实验室安全保障4. 推动实验室信息化建设平台架构服务器端负责管理虚拟仿真实验资源，包括软件资源、数据存储、计算处理等，为客户端提供支持和保障。
网络通信通过校园网或互联网，实现客户端与服务器端的数据传输和通信，保障实验过程的顺畅进行。
客户端硬件标、键盘）等，用于提供虚拟仿真实验的操作界面和交互体验。
功能设计实验操作与控制实验模拟实验资源管理实验评估与反馈实验过程监控虚拟仿真技术基于3D建模和仿真算法的虚拟实验室通过3D建模技术，建立实验设备和实验场景的数字模型，再结合仿真算法，模拟实验过程和实验现象，让学生获得直观、真实的实验体验。
虚拟实验与真实实验的交互通过虚拟仿真技术，实现虚拟实验与真实实验的交互，让学生在虚拟环境中进行实验操作，同时不影响真实实验的进行。
物联网技术设备连接与数据采集远程监控与管理利用大数据技术，对实验室产生的海量数据进行存储和处理，包括设备数据、实验数据、人员数据等。
数据挖掘与决策支持通过大数据分析技术，挖掘数据背后的规律和趋势，为实验室管理提供数据支持和决策依据。
数据存储与处理大数据分析技术VS自动化管理利用人工智能技术，实现实验室的自动化管理，包括设备自动控制、实验自动安排、安全自动监控等。
要点一要点二智能化决策通过人工智能技术，对实验室数据进行深度学习，预测实验结果、优化实验方案等，提高实验效率和准确性。
AI智能管理技术实验室设备管理设备维护与保养设备申购与报废管理设备实时监控与报警学生管理学生信息录入收集并录入学生基本信息，如学号、姓名、性别、联系方式等，方便教师进行学生管理。
电力系统动模数字化实验平台简介
1 电力系统动模数字化实验平台简介1.1 电力系统动态模拟实验室基本情况电力系统动态模拟实验室（简称为动模实验室）自1958年筹建以来，经过40多年的不断建设、改造和几代人的艰苦努力，已经从单一的交流系统的物理模拟发展到具有交直流混合系统的物理模拟及数字仿真、数模混合等的综合大型模拟实验室。
现在，动态模拟实验室是电力系统国家重点实验室的最重要分室。
实验室现有5台发电机、2台无穷大系统、6组负荷（具有电阻、电感、电机及整流型等负荷）、24组模拟线路（可模拟10kV、110kV、220kV、330kV、500kV线路）、全数字非线性励磁控制器、微机调速器、直流输电模拟系统、可控硅串联补偿器（TCSC）系统、静止无功补偿器（ASVG）及统一潮流控制器（UPFC）等电气设备。
由这些电气设备可组成不同拓扑结构的电力系统，可逼真模拟实际电力系统的动态过程。
电力系统实验课是在该动模实验室完成，每届上课的本科生约120人，实验课每组5人，每届实验持续时间约500小时。
1.2电力系统动模大型数字化实验平台简介最初建成的动模实验室是一个纯物理的模拟实验室。
随着电力系统规模的扩大和数字化，原有的纯物理的动模实验平台已经无法满足现代电力系统实验的要求。
从2001年开始，对物理动模实验室进行了数字化改造。
经过近2年的刻苦攻关，2003年3月建成了自主知识产权的电力系统动模大型数字化实验平台，实现了物理动模从稳态到暂态的数字化、可视化和自动化，实验能力和效率发生了质的飞跃。
自主研制成功的电力系统动模大型数字化实验平台是一项庞大的系统工程，属于国际首创，工作量大且挑战性强。
为了增强对该成果的感性认识，现采用图文结合的方式加以扼要介绍。
1.2.1物理动模从设备级到系统级的完整的数字监控系统（1）总体结构图1是物理动模数字监控系统的结构示意图，系统基于全网络式和分布式设计和开发，网络式RTU（远方终端单元）和主站之间的通信规约遵循了国际标准。
YZFDZ-I 虚拟电力自动化软件 使用手册说明书
YZFDZ-I虚拟电力自动化软件说明书湖南依中紫光电气科技有限公司2019年07月修订目录第1章系统简介 (3)1.1系统主要功能 (3)1.2系统主要部分简介 (3)1.3系统运行环境 (3)第2章软件界面基本介绍 (4)2.1系统的启动 (4)2.2系统的退出 (4)2.3软件界面说明 (4)第3章基本操作介绍 (6)3.1调速装置的基本操作 (6)3.2励磁装置的基本操作 (8)3.3同期装置的基本操作 (10)3.4负荷调节 (11)3.5无穷大系统 (12)3.6仿真速度调节 (13)3.7同期波形 (13)3.8数据记录 (14)第4章实验内容 (16)4.1发电机组的启动与运转实验 (16)4.1.1 调速装置及原动机控制 (17)4.1.2 励磁装置及简单励磁控制 (18)4.2准同期并列运行 (20)4.2.1 频差与压差的整定 (21)4.2.1 手动准同期并网 (24)4.2.2 半自动准同期并网 (27)4.2.3 自动准同期并网 (29)4.3同步发电机励磁控制 (32)4.3.1 同步发电机起励 (33)4.3.2 伏赫限制实验 (37)4.3.3 欠励限制实验 (38)4.3.4 调差特性实验 (42)4.3.5 过励限制实验 (48)4.4单机－无穷大系统稳态运行方式实验 (50)4.4.1 单回路稳态对称运行实验 (51)4.4.2 双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 (52)4.5电力系统功率特性和功率极限实验 (53)4.5.1 无调节励磁时，功率特性和功率极限的测定 (54)4.5.2 手动调节励磁时，功率特性和功率极限的测定 (57)4.5.3 自动调节励磁时，功率特性和功率极限的测定 (58)4.5.4 单回路、双回路输送功率与功角关系 (58)4.5.5 提高电力系统静态稳定性 (58)第1章系统简介本软件是一款专业的电力系统综合自动化仿真软件,是一套集多种功能于一体的综合型实验平台，目的在于使学生掌握系统运行的原理及特性，学会通过故障运行现象及相关数据分析故障原因，并排除故障。
试析具有特色的电网仿真实验室建设与运用的研究
试析具有特色的电网仿真实验室建设与运用的研究电网仿真实验室是为了模拟和研究电力系统运行、控制和保护等方面的问题而建立的一种实验平台。
电网仿真实验室通过搭建实质上和实际电力系统相同的模型，并在此基础上开展各种实验和研究，可以将电力系统各种运行状态和故障条件下的主要参数波形、继电保护方案、控制策略进行模拟和验证，有效提高电力系统的运行可靠性和自动化水平。
电网仿真实验室建设的关键是建立适应实验需求的模型。
模型的建立通常包括以下几个步骤：首先，了解实验目的和需求，根据要求确定模型的规模和复杂程度。
其次，采集与电力系统相关的各种数据，包括变电站、输电线路、发电机组等，以及继电保护设备、自动装置、控制设备等。
然后，根据采集到的数据进行模型建立和数据处理，将电力系统的各种元件和设备拟合为电路模型或数学模型。
最后，对模型进行验证，通过与实际运行数据对比，确保模型的准确性和可靠性。
在电网仿真实验室建设过程中，还需要配备先进的仿真软件和硬件设备。
常见的电网仿真软件有PSCAD、EMTP-RV、DIgSILENT等，可以用于模拟和分析各种电力系统运行状态和故障情况。
同时，还需要配备实际的电力元器件和设备，如变压器、断路器、隔离开关等，以便进行实际装置的调试和测试。
建设完成后，电网仿真实验室的运用主要包括以下几个方面：1. 电力系统故障分析和保护方案验证。
可以模拟各种故障模式，如线路短路、发电机失步、变压器故障等，验证继电保护装置的动作性能和保护方案的可靠性。
2. 功率系统稳定和动态响应的研究。
可以模拟电力系统的各种运行工况，分析电压稳定、频率稳定、功率分配等问题，验证发电机组的调节性能和稳定性。
3. 电力系统规划和优化。
可以根据电力系统的负荷需求和输电条件等，进行电网规划和配置优化研究，包括变电站选址、线路走向和容量、配电网布局等。
4. 新技术和设备的研究和应用。
可以用于评估新设备和技术的性能和适用性，如智能电网技术、分布式发电技术、储能设备等。
电力系统虚拟仿真实验平台设计与实现
电力系统虚拟仿真实验平台设计与实现随着科技的进步和电力行业的发展，电力系统的虚拟仿真实验平台应运而生。
这种平台可以模拟真实的电力系统运行环境，通过虚拟仿真技术，对电力系统的运行进行实时模拟和监测，提供有效的实验与培训手段。
本文将详细介绍电力系统虚拟仿真实验平台的设计与实现。
一、设计目标为了满足电力系统的教学和研究需求，电力系统虚拟仿真实验平台应具备以下设计目标：1. 实时仿真：平台能够实时模拟电力系统的各种运行情况，包括电压、电流、功率等参数的计算和显示。
2. 多场景支持：平台应支持各种电力系统的仿真实验需求，包括电力传输、配电、短路、过电压等多种场景。
3. 灵活可调：平台能够根据用户需求进行参数调整，包括电力系统元件的连接方式、参数设置等。
4. 数据可视化：平台具备数据可视化功能，能够通过图表、曲线等方式直观展示电力系统运行结果。
5. 用户友好：平台的操作界面简单直观，用户可以轻松上手，进行实验仿真操作。
6. 可扩展性：平台应具备良好的扩展性，能够根据需求增加新的电力系统场景和功能。
二、平台实现1. 软件选型：平台的设计与实现可以选择使用MATLAB、PSIM等仿真软件进行开发。
这些仿真软件具备强大的仿真能力和用户友好的界面，适合电力系统虚拟仿真平台的开发和实现。
2. 前端设计：平台的前端设计是用户与平台进行交互的界面，应该具备良好的用户体验和友好的操作界面。
界面上可以包括电力系统的拓扑结构、元件的图示、参数的设置和实时模拟结果的显示等功能。
3. 后端开发：平台的后端开发是实现电力系统运行的核心部分。
通过编程语言如Python或MATLAB，可以实现电力系统的计算和数据处理，如节点电流计算、矩阵运算等。
后端开发还可以实现电力系统的仿真参数调整、故障注入等功能。
4. 数据库设计：为了保存和管理用户的实验数据和结果，需要设计数据库进行数据存储和查询。
数据库可以使用MySQL、SQLite等关系型数据库进行设计，并通过编程语言的API进行数据的读写操作。
建筑类高校电气专业电力系统虚拟仿真实验平台建设
建筑类高校电气专业电力系统虚拟仿真实验平台建设发布时间：2022-10-27T02:10:55.728Z 来源：《中国教师》2022年第12期作者：郭喜峰，宁一，郑迪，刘美菊，张锐[导读] 由于电力系统实验设备资金投入巨大，电压等级高，场地要求苛刻，并且极具危险性，不便于开展学生动手实验，作为电气工程及其自动化专业的特色实验，如电力系统基础、电力系统分析郭喜峰，宁一，郑迪，刘美菊，张锐沈阳建筑大学辽宁沈阳，110168摘要：由于电力系统实验设备资金投入巨大，电压等级高，场地要求苛刻，并且极具危险性，不便于开展学生动手实验，作为电气工程及其自动化专业的特色实验，如电力系统基础、电力系统分析、发电厂电气等专业课程实验受到了限制，开发电力系统综合虚拟仿真实验教学系统，不但可提高学生的实践认知能力，理解电力系统数据分析与调控，实现实验教学目的，同时能够很好的解决上述电力系统实验的实际问题。
关键词：电气工程；电力实验；虚拟仿真平台一、基于B/S结构的虚拟仿真实验平台构建（一）虚拟仿真实验平台建设思路电力系统实验涉及研究工具大致分两类，即数学模拟和物理模拟。
国内有数值仿真软件如：PSS、BPA、PSASP等；国外有 EMTP、PSCAD/EMTDC等软件[10][11]。
数字模拟具有灵活性好、容易搭建复杂网络等优点，但在直观性方面略显不足[12]，除数学模拟外还有物理模拟。
电力系统动态模拟是一种不完全的物理模拟，这种模拟可以看作是一种具体而微的电力系统。
本项目开发的电力系统综合虚拟仿真实验教学系统，是针对电气工程及其自动化专业的电力实验课程开发的可在网上开展的基于B/S结构的实验教学软件。
使用三维虚拟仿真技术模拟了电力实验中所需实验设备，对发电机、变压器、电动机等都有相应的实物模拟，将它们按给定的接线方式组成模拟系统后，就可以运用表计直接观测其出现的各种物理现象，可模拟实验操作工程，参数变化过程及不同情况下的各种数据分析，提供了电力系统稳态和动态全过程的实验环境，学生可拖拽观看细节，更加便于学生理解现实电力系统，领先于国内相关实验系统。
电力工程全过程虚拟仿真实验教学中心建设
电力工程全过程虚拟仿真实验教学中心建设翟永杰;纪蓬勃;王秀梅;马进;马良玉【摘要】The-environment-of-the-power-industry-process-is-high-temperature-,high-pressure-and-high-voltage-,-as-well-as-danger-.Problems-of-high-risk-,high-energy-consumption-and-high-cost-of-real-experiment-lead-to-impossible-development-and-students’-operation-practice-could-not-be-conducted-on-production-equipment-.-Practical-teaching-of-virtual-simulation-plays-a-key-role-in-improving-practical-operation-ability-and-solving-contradiction-between-practice-for-students-and-safety-in-power-production-.Based-on-the-complementary-of-role-and-function-in-two-typical-teaching-methods-of-theoretical-teaching-and-practical-teaching-,with-the-“Four-Modules-and-Three-Levels”practical-teaching-system-,the-virtual-simulation-experimental-teaching-center-of-the-whole-process-of-electric-power-industry-is-constructed-.The-base-of-practice-and-the-security-of-open-governance-makes-students’-spirit-of-innovation-and-practical-ability-to-be-incorporated-into-the-whole-process-of-personnel-cultivation-.%电力工程全过程中具有很多高温度、高压力、高电压等极端和危险的环境，真实的实验存在高风险、高能耗、高成本的问题而无法开展，相关专业教学的实践环节不可能全部在实际生产设备上进行，虚拟仿真实践教学对培养学生的实际操作能力、解决学生学习实践与电力安全生产之间的矛盾具有不可替代的作用。
虚拟仿真计算机实训室项目调研报告
计算机应用新建虚拟仿真计算机实训室项目调研报告虚拟仿真计算机实训室项目调研报告一、虚拟仿真系统的定义虚拟现实（VR-virtual reality）,也称虚拟实境或灵境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。
它是以仿真的方式给用户创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界,并通过显示器（HMD）、数据手套等辅助传感设备，提供用户一个观测与该虚拟世界交互的三维界面，使用户可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化，产生沉浸感。
VR 技术是计算机技术、计算机图形学、计算机视觉、视觉生理学、视觉心理学、仿真技术、微电子技术、多媒体技术、信息技术、立体显示技术、传感与测量技术、软件工程、语音识别与合成技术、人机接口技术、网络技术及人工智能技术等多种高新技术集成之结晶。
其逼真性和实时交互性为系统仿真技术提供有力的支撑。
二、虚拟仿真系统的特点具有沉浸性（immersion）、交互性（interaction）和构想性（imagination），使人们能沉浸其中，超越其上，出入自然，形成具有交互效能多维化的信息环境。
虚拟仿真应提供复杂场景图形、声音、交互操作、干涉检查等多方面的支持，从而可以简化应用系统的开发，提供应用系统的功能和性能。
虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。
而“虚拟”是指用计算机生成的意思。
因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。
三、虚拟仿真系统的应用自从虚拟现实技术诞生以来，它已经在虚拟现实实验室、教育教学、军事模拟、先进制造、城市规划/地理信息系统、医学生物等领域中显示出巨大的经济、军事和社会效益，与网络、多媒体并称为21世纪最具应用前景的三大技术。
变电站综合自动化仿真系统
网络施工要求：交换机，光纤及其布线，网线及其布线，视频电缆及其布线，电源线及其布线，电源插座及其安装，网络接口及其安装
应提供实训教材包括：电子版1份，纸质版26份，各种变电站操作、仿真等的技术规范以便于学生学习
二、变电站综合自动化教学装置
能够满足110kV变电所（双变压器）及负荷实验实训需求，配有馈出微机保护(带相间距离)、变压器微机保护，备用电源自动投入、RLC三相负载箱、智能电量监测仪、微型断路器等工业现场广泛使用的部件，功能强大，涵盖面广，能模拟工业现场实际的电器投切操作、倒闸操作及各种运行方式的操作。
三、两套系统通过网络相连，实现仿真系统与实验装置系统的互联互通、相互操作，给学生以完整的展示。
1
套
变电站综合自动化仿真系统
序号
设备名称
技术参数
单位
数量
1
变电站综合自动化仿真系统
变电站综合自动化仿真实验室由变电站仿真系统（软件学员台25套、教员台1套,硬件计算机系统26台套）和 变电站综合自动化教学装置（2套）共同组成。
一、变电站仿真系统
主要完成变电站为提供典型的110kV变电站（双变压器）仿真培训系统、典型的220kV变电站（双变压器）仿真培训系统，一次系统采用三维虚拟现实技术建立三维场景，包括教员机1套、学员机25套，能够实现（1）电气主接线、（2）电气二次系统、（3）现场一次设备进行仿真。仿真的对象包括：控制及保护系统（虚拟表盘）、一次设备及其就地操作系统（包括变压器、开关、母线等）、变电站巡视、操作三维仿真。能够对学院倒闸操作和故障处理操作进行记录，并与标准操作对照。系统具有二次回路讲解模块、一次设备讲解模块、理论考试模块、实际操作考试模块。保护室各种保护的整定及信息显示记录控制及保护系统（虚拟表盘）、一次设备及其远控和就地操作系统（包括变压器、开关、母线等）
电力系统综合动模实验系统简介
电力系统综合动模实验系统完全实现了传统动模的所有仿真功能，能 够满足教学、科研和装置研发等方面的辅助研究工作。其特色及特殊功能 如下：
电气工程学院
电力系统综合动模实验系统平面图（建成后）
一期设备说明
1～2、 新能源测控屏 2面 3～7、 高压线路测控屏 5面 8～9、 发电机测控屏 2面 10、 无穷大测控屏 1面 11、 负荷测控屏 1面 12、14、微机励磁调节及负阻器屏 2面 13、15、原动机及调速系统仿真屏 2面 16～17、高压系统电网组合屏 2面 18、 高压系统故障屏 1面
1.实现数字仿真软件 （BPA、PSSE等仿真软件）、实时仿真装置 （RTDS）与传统模拟仿真系统的紧密结合，使先进实时仿真技术、数值 分析技术和精确的实物模拟技术在一体化综合平台上得到统一。
2.在同一平台内，可以方便地在模拟机组上实现水电、火电厂动力驱 动特性的综合仿真，拓宽机组的仿真范围。
3.可实现分布式数字化网络测量，并对测量数据进行统一分析。
2000年前后，实验室中的很多设备都已老化甚至损坏，整个系统基本 不能正常运转，极大地阻碍、限制了我院科研工作的发展。经学院领导研 究讨论，决定恢复动模实验系统，并将其列入“985”二期工程。
动模一期改造工程从06年开始筹划，至08年已基本完成，建成了微机 型中央监控平台，并恢复了2台5kVA模拟发电机，部分110kV、220kV模拟 线路与模拟负荷。现阶段系统能够实现单机—无穷大、双机并列等大部分 电力系统动态模拟实验，基本满 足教学、科研实验研究的需要 （ 投 入 总 经 费 约 265 万 元 ， 其 中 “985”工程二期专项资金175万元， 重点学科建设资金约90万元）。 后续将根据学科发展的需要，每 年投入学科建设经费，逐步完善 该系统。
750kv高压虚拟变电站实践虚拟仿真实验区域整体设计数据
750kv高压虚拟变电站实践虚拟仿真实验区域整体设计数据一、引言750kv高压虚拟变电站是一种基于虚拟仿真技术的电力系统模拟平台，可以对电网运行状态进行模拟、分析和优化，提高电网运行效率和安全性。
本文将从实践虚拟仿真实验区域整体设计数据的角度来详细介绍750kv高压虚拟变电站的相关内容。
二、实践虚拟仿真实验区域整体设计1. 实验区域范围750kv高压虚拟变电站的实践虚拟仿真实验区域包含了发电厂、变电站、输电线路等多个部分，其范围需要根据具体情况进行确定。
在确定范围时需要考虑到实际情况，并结合仿真需求进行调整。
2. 实验区域布局750kv高压虚拟变电站的实践虚拟仿真实验区域需要按照现有的发电厂、变电站和输电线路进行布局。
在布局时需要考虑到不同设备之间的空间关系，以及设备之间的连接方式。
3. 实验区域设备750kv高压虚拟变电站的实践虚拟仿真实验区域包含了多种设备，如发电机、变压器、开关等。
在选择设备时需要考虑到其实际使用情况，并结合仿真需求进行调整。
4. 实验区域数据750kv高压虚拟变电站的实践虚拟仿真实验区域需要包含多种数据，如电网拓扑结构、设备参数等。
在选择数据时需要考虑到其可靠性和准确性，并结合仿真需求进行调整。
三、数据分析1. 电网拓扑结构750kv高压虚拟变电站的实践虚拟仿真实验区域需要包含完整的电网拓扑结构，以便对电网运行状态进行模拟和分析。
通过对电网拓扑结构的分析可以得出不同节点之间的连接关系以及节点之间的负荷情况等信息。
2. 设备参数750kv高压虚拟变电站的实践虚拟仿真实验区域需要包含不同设备的参数信息，如发电机额定功率、变压器容量等。
通过对设备参数的分析可以得出不同设备之间的功率传递关系以及各个节点之间的负荷情况等信息。
3. 运行状态750kv高压虚拟变电站的实践虚拟仿真实验区域需要包含不同节点的运行状态信息，如电压、电流等。
通过对运行状态的分析可以得出不同节点之间的电力传输情况以及电网运行状态的稳定性等信息。
电力系统及其自动化专业VR虚拟仿真实践基地建设研究
电力系统及其自动化专业VR虚拟仿真实践基地建设研究随着科技的不断发展和进步，虚拟现实（VR）技术在各个领域得到了广泛的应用。
在教育和培训领域，VR技术为学生提供了更加直观、生动的学习体验，尤其是在一些复杂的专业领域，如电力系统及其自动化专业。
本文主要探讨了电力系统及其自动化专业VR虚拟仿真实践基地的建设研究，以期为该专业的学习和实践提供新的途径和可能性。
一、电力系统及其自动化专业概述电力系统及其自动化专业是一个涉及电力系统规划、设计、运行、维护和管理等方面的综合性专业。
学习该专业需要掌握电力系统的基本理论、设备和技术，了解电力行业的相关政策法规和发展趋势，具备日常工作中所需的实际操作技能等。
在传统的教学模式下，学生们主要通过理论课程和实验课程来学习和掌握相关知识和技能。
在电力系统及其自动化专业中，实践训练的重要性尤为突出。
二、VR虚拟仿真技术在电力系统及其自动化专业中的应用VR虚拟仿真技术是一种利用计算机图形学和交互设备实现人机交互的技术，能够模拟出真实世界的各种场景和情境。
在电力系统及其自动化专业中，VR虚拟仿真技术可以帮助学生们更好地理解电气设备的工作原理、电力系统的运行机制以及相关的自动化控制技术。
通过VR虚拟仿真技术，学生可以在虚拟环境中进行实际操作，观察电路的运行情况，体验各种异常情况下的应急处理和决策，从而提高实践操作的技能和实际应用能力。
三、建设VR虚拟仿真实践基地的必要性在传统的实践教学中，学校需要投入大量的人力物力财力来建设和维护实验室设备，由于电力系统设备的复杂性和危险性，学生们在实验课上的实际操作受到了很大的限制。
而通过建设VR虚拟仿真实践基地，学校可以实现对实际设备的模拟和替代，提供更加安全、灵活和具有交互性的实践环境，为学生提供更好的学习体验。
1. 虚拟仿真实践基地的内容：首先需要建立一个真实的电力系统模型，包括发电厂、变电站、线路、配电设备等，同时结合自动化控制技术，模拟出不同负载条件下的电力系统运行情况。
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电力系统综合自动化实验室
产品描述
本产品综合各大、专院校《电力系统分析实验》所用的“电力系统综合自动化实验平台”的优点开发。
本产品利用虚拟现实技术再现实验
台的外观、结构，同时利用计算机仿真技术模拟实验的原理、流程。
在
虚拟实验室中，学生可以模拟进行真实实验台实验的流程，了解实验设
备的结构原理，模拟进行真实实验台实验的流程，观察记录实验结果。
本软件与本科教学紧密结合，其中涉及《电路》，《电机学》，《电力电子技术》，《电力拖动自动控制系统》，《电力系统自动化》，《电力系统
继电保护》以及《电力系统分析》等课程，可让学生在实验之时充分验
证并理解课堂所学。
1、产品特点
1、以实际的实验平台为原型，与真实实验完全一样。
2、生动形象地让学生多角度的观察仪器设备，可以生动展示仪器设备
的操作方法。
3、可以方便快速地重复实验步骤，利于学生掌握实验内容。
4、在做实验的时候，能够自由选择需要记录的数据，点击按钮自动记
录。
5、演示模式下，可以按照试验步骤顺序来播放动画，利于教学。
6、在三维场景当中可以用特效逼真的模拟发电机、励磁系统的工作原
理。
7、实验模式下，可以同步看到实验原理图，便于学生学习。
2、适用专业
本科：
专科：
电技术
/ 电网监控技术/ 电力系统继电保护与自动化/ 高压输配电线路施工运行与维护/ 农村电气化技术/ 输变电工程技术/ 电力工程管理/ 电机与电器/ 电气自动化技术/ 电力系统自动化技术。