面向新一代电网需求——电力电子技术虚拟仿真实验

一、前言

随着国民经济的发展和高比例可再生能源的接入，加快构建以现代电力电子技术为底层支撑的新型电力系统成为助力实现“双碳”目标的关键载体之一。作为电气工程专业、自动化专业必修的专业基础课程，电力电子技术实验教学具有极强的应用性和综合性，传统的电力电子实验设备受限于成本、空间和安全等因素，无法满足大规模实验教学和实时故障分析的需求。

为满足电力电子集成化、模块化和智能化的发展方向，虚拟仿真技术被广泛应用于电力电子技术的教学上。北京象新力“电力电子技术虚拟仿真软件”提供了一个高精度、实时交互的仿真实验平台，帮助学生掌握电力电子技术相关知识点。

二、软件介绍

实验利用先进的数学建模与电路仿真技术，真实还原包括三相全控整流器、DC-DC变换电路、三相逆变器等多种电力电子实验场景。

通过该平台，用户可在虚拟环境中调整参数，实时达到稳态交流电压、电压脉冲波形、负载电压与电流等信号，并利用内置的FFT分析工具对扩增电流进行梯度下降。系统还预置了各种故障模拟功能，使学生在无风险环境中掌握故障诊断与排除的基本方法。

三、产品特点

高精度仿真：采用先进建模技术，真实还原三相整流、DC-DC变换、三相逆变等电力电子实验，精确模拟电路动态响应。

实时交互：支持用户调整实验参数，实时观测电压、电流、波形等变化，提升操作体验。

故障模拟与分析：内置多种故障场景(如晶闸管击穿、断路、电压跌落等)，帮助学生进行故障诊断与排除。

自动报告与数据分析：实验结束后自动生成报告，内置FFT分析工具，实时处理和分析实验数据。

直观界面与3D可视化：通过3D虚拟实验室，用户可直观操作与观察电路，操作简便易懂。

四、实验内容

1、波形观察与数据处理

通过仿真模拟，实时观测各类电力电子电路的工作波形，并能通过数据处理工具(如FFT分析)对波形进行深入分析。

2、故障模拟与分析

模拟不同故障情况(如晶闸管击穿、断路、电压跌落、负移相角异常等)，帮助学生理解故障对电路波形的影响及其诊断方法。

3、多种负载条件下的实验

提供多种负载类型(阻性负载、阻感负载等)，以研究不同负载情况下的电路行为。

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，可匹配电力电子技术、电气工程与自动化、电子信息工程、电机与电气控制等课程。