电力工程|微电网设计运行及典型故障处理虚拟仿真实验

一、前言

在“双碳”战略驱动下，截至2024年底，我国以风电、太阳能发电为主的新能源发电装机规模达到14.5亿千瓦，首次超过火电装机规模，提前6年兑现了装机规模超12亿千瓦的国际承诺。因此，具有能源供给多样化、可再生能源利用率高、环境污染小等诸多优点的微电网系统已成为新型电力系统的关键单元。

北京象新力自主研发的“微电网设计运行及典型故障处理虚拟仿真软件”为专业人才培养提供了一个真实的线上实验场景平台，避免学生直接接触强电设备，从而减少因误操作而导致的安全风险和隐患，同时能够压缩基础技能的训练时间，缓解设备数量不足的矛盾。

二、软件介绍

本项目共设计了“基础实验”、“微网设计及运行”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网的设计、运行及能量管理，最后让学生身临其境，置身微电网场景中进行故障分析和处理。通过上述实验内容的实施，使学生对微电网规划设计、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。

三、实验内容

1、基础实验

基础实验模块中，学生可进行光伏伏安特性实验、光伏MPPT控制实验、风机功率特性实验、风电MPPT控制实验、储能基础实验。通过改变微电网运行环境，主要包括光照强度、风速、负荷，掌握不同类型分布式电源与储能的基本原理与动态特性。

2、微网设计及运行

微网设计及运行模块中，包括微电网方案规划设计、能量管理策略选择与制定、微电网运行状态观测与讨论。学生选择不同场景，制定微电网能量管理策略，通过对比不同场景下能量管理策略的异同，加深对微电网运行过程的认知。

3、故障仿真

故障仿真模块中，涵盖了微电网主网失电故障、光伏绝缘故障、蓄电池故障、汇流箱故障四种典型故障。故障处理难以通过实际的微电网实验室实现，通过虚拟仿真软件，学生可以对在虚拟三维场景中模拟实际工程类操作，进一步加深对微电网技术应用的理解。

四、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，主要针对电气工程及其自动化、新能源科学与工程等专业领域，可匹配分布式电源与微电网技术、分布式发电技术、智能微电网技术与应用等课程。