光伏教学关键点一次说清：光伏发电系统衰减及功率预测仿真实验

一、前言

太阳能光伏发电系统作为一种新兴的可持续能源技术，在全球能源结构转型和应对气候变化中扮演着至关重要的角色。随着全球对绿色、低碳能源需求的不断增加，光伏发电技术的应用也在快速扩展。然而，随着光伏系统的广泛部署，其运行过程中的性能衰减和功率预测成为了关键科技挑战之一。光伏发电系统的功率输出受多种因素影响，包括气候条件、安装环境和光伏组件本身的老化等。长期运行中的性能衰减不仅影响发电效率，还可能增加维护成本和运营风险。因此，对光伏系统的性能衰减机制进行深入研究，并开发准确的功率预测模型，对于提高系统的经济性和可靠性、优化设计和运营策略具有重要意义。

为了培养新一代能源科学与工程领域的专家，北京象新力研发了“太阳能光伏发电系统衰减及功率预测仿真软件”，软件以太阳能光伏发电系统及其关键组件和操作过程为原型，以解决实际工程问题为目标，综合利用3D建模、动画、计算机仿真、网络通信、三维仿真模拟技术等研制而成，为学生提供了一个真实的工程场景实验软件。

二、软件介绍

该太阳能光伏发电系统仿真实验平台采用尖端虚拟现实技术与动态系统模拟，为学生提供了一个沉浸式的学习环境，其中包括实时操作反馈和环境变量的动态调整。通过集成的智能故障诊断功能，本平台能够自动模拟和分析系统故障，提供科学的故障排除建议。此外，个性化的学习路径与进度监控系统极大地提升了教学自适应性和学生的学习动力。

实验内容包括光伏模块的性能分析、环境因素对系统性能的影响评估，以及使用数学模型和仿真软件进行功率预测的技术。通过一系列虚拟实验和实际操作，学生将具备评估和优化光伏系统性能的工程能力，以及在实际工作中进行系统维护和故障诊断的基本素质。

三、实验内容

1、光伏系统认知与基础实验

光伏系统认知与基础实验模块通过一系列互动和模拟实验，不仅系统地提供了光伏技术的理论基础，还通过实践操作强化了用户的实际应用能力，是理解和掌握光伏系统不可或缺的学习工具。

2、光伏发电系统衰块

光伏发电系统衰块减模涵盖了三个核心实验：“光伏板数学模型建立与计算”“多环境下光伏系统发电量衰减实验”“多环境下光伏板衰减检测试验”，专注于分析和评估光伏系统在不同环境条件下的性能衰减及其对整体发电效率的影响。

3、光伏系统巡检

光伏系统巡检模块包括“光伏系统的巡检”“光伏组件的拆装”两个详细的实验步骤，旨在培养学生的系统维护和故障排除技能。加深学生对光伏系统组件功能的理解，强化实际操作中解决问题的能力。

4、光伏系统的故障检修

光伏系统的故障检修模块精心设计了一系列实验步骤，包括逆变器故障、光伏板问题、主网失电、绝缘问题以及蓄电池和汇流箱故障等，通过实际的故障场景教授学生如何快速准确地诊断和解决问题，为未来在光伏系统维护和管理领域的职业生涯提供实践经验和技术支持。

5、实验评分及实验报告

在整个虚拟仿真实验中，学生需要阅读每个模块对应的实验原理，并根据系统提示完成操作。系统会根据学生实验任务的正确性、有效性以及尝试次数进行评分。

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相关专业领域，可匹配太阳能光伏发电技术、太阳能电池原理与技术、分布式光伏发电并网与运维管理等课程。