能源与动力工程|抽水蓄能电站认知及运行虚拟仿真实验

一、前言

当前风电、太阳能等可再生能源快速发展，但其不稳定性及反调峰特性对电网的调峰能力提出了更高的要求，需要电网预留更多的电源和调峰容量，以平衡波动性，从而保证电力系统的稳定运行。稳定可控的抽水蓄能电站是当前对电力系统最灵活、经济性最高的调节方式。

在“双碳”目标驱动下，抽水蓄能作为构建新型电力系统的“超级充电宝”，正迎来黄金发展期——国家能源局《抽水蓄能中长期发展规划》明确要求，到2030年抽水蓄能投产总规模达到1.2亿千瓦左右。行业的井喷式增长背后面临的是专业运维人才的巨大缺口。北京象新力通过充分调研，研发“抽水蓄能电站认知及运行虚拟仿真软件”，让学生可以在安全可控的虚拟环境中，进行各种实训操作，深入了解水电站建设和运行的各个环节，包括设备操作、并网调试等。

二、软件介绍

软件实验包括抽水蓄能电站区域认知、设备认知、系统认知、运行工况认知、抽水运行操作、发电运行操作六个模块。

实验秉承“以学生为中心”的培养理念，以现有实验电站为基础，本着“能实不虚、虚实结合”的原则，构建专业特色的虚拟仿真软件教学系统，将水电站全场景三维可视化，实现水电站各部分深度认知，并帮助学生掌握水电站运行操作，有效增强学习兴趣，深刻理解和应用专业知识。

三、产品特点

本软件使用三维场景进行重现，不仅将抽水蓄能电站的各系统设备的结构进行完整建模，也建立了抽水蓄能电站的底层数学模型，涵盖抽水蓄能电站发电、抽水、调相、停机、旋转备用各种工况介绍和运行操作过程仿真，帮助学生从外部模型到内在运行机理全面理解抽水蓄能电站。

四、实验内容

1、区域认知

“区域认知”模块可学习按照上水库、下水库、地下洞群、主厂房等十个区域对抽水蓄能电站快速定位漫游。

2、设备认知

“设备认知”模块可学习水泵水轮机、发电电动机、主变等电气设备的功能和结构。

3、系统认知

“系统认知”模块以工质流动特效动画展示系统的工作原理。

4、工况认知

“工况认知”模块可学习抽水蓄能电站的停机、发电、发电调相、抽水和抽水调相等工况。

5、抽水运行操作

“抽水运行操作”模块按照实验步骤对抽水工况的停止至抽水调相、抽水调相至抽水、抽水至停止的工况切换过程中相关设备进行操作。

6、发电运行操作

“发电运行操作”模块按照实验步骤对发电工况的停机至发电、发电至停机的工况切换过程中相关设备进行操作。

五、支撑课程

本产品可广泛应用于本科和高职类院校的实训和课程教学，主要针对能源与动力工程、储能科学与工程、水利水电工程相关专业领域，可匹配抽水蓄能技术、储能技术基础与应用、水电站建筑物等课程。