智能电网实验室仿真试验平台搭建
- 格式:pdf
- 大小:1.71 MB
- 文档页数:7
电力系统仿真平台的建设与应用随着电力系统的不断发展和智能化的推进,电力系统仿真平台的建设与应用变得越来越重要。
电力系统仿真平台是一种基于计算机技术的虚拟仿真环境,可以模拟电力系统的运行情况,帮助电力系统运行人员进行系统分析、优化调度和故障诊断等工作。
本文将介绍电力系统仿真平台的建设与应用,并探讨其在电力系统运行中的作用和意义。
一、电力系统仿真平台的建设1. 硬件设备的建设电力系统仿真平台的建设首先需要一定的硬件设备支持。
这包括计算机服务器、网络设备、存储设备等。
计算机服务器需要具备足够的计算能力和存储空间,以支持大规模的仿真计算。
网络设备需要保证平台内各个模块之间的通信畅通,以及与外部系统的数据交互。
存储设备需要提供足够的存储空间,以保存仿真数据和结果。
2. 软件系统的建设电力系统仿真平台的建设还需要一套完善的软件系统。
这包括仿真软件、数据库管理系统、数据可视化软件等。
仿真软件是平台的核心,需要具备强大的仿真计算能力和稳定的运行性能。
数据库管理系统用于存储和管理仿真数据,以便后续的数据分析和查询。
数据可视化软件可以将仿真结果以图表等形式展示,方便用户进行数据分析和决策。
3. 数据库的建设电力系统仿真平台需要建立一个完善的数据库,用于存储和管理各种仿真数据。
数据库需要具备高效的数据存储和查询能力,以满足平台的数据管理需求。
同时,数据库还需要具备一定的安全性和可靠性,以保护仿真数据的安全和完整性。
二、电力系统仿真平台的应用1. 电力系统分析与优化电力系统仿真平台可以模拟电力系统的运行情况,帮助电力系统运行人员进行系统分析和优化调度。
通过对电力系统的仿真计算,可以得到系统的各种运行参数和指标,如电压、电流、功率等。
运行人员可以根据这些仿真结果,对电力系统进行分析和优化,以提高系统的运行效率和稳定性。
2. 故障诊断与处理电力系统仿真平台还可以帮助电力系统运行人员进行故障诊断和处理。
通过对电力系统的仿真计算,可以模拟各种故障情况,如线路故障、设备故障等。
微网数字物理混合仿真实验室需求客户想要建立一个微网仿真实验室,希望有一个微网的实时仿真器,能够实时地仿真微网孤岛运行和与主网并网时的运行情况。
整个系统还要兼顾虚实结合,把实验室建设前期已经搭建好的光伏发电与风电系统的实际硬件接入到仿真系统中,构成一个物理数字混合仿真平台。
同时,还希望整个平台有很好的开放性和拓展性,既能帮助进行新能源微网的科研项目,又能够完成学生实验教学的任务,方便后期实验室进行升级和再建。
微网系统拓扑组成与功能为了满足客户对包含新能源微电网的科研需求,远宽能源搭建了如下图所示的微网拓扑。
此微网系统中含有风力发电、光伏发电等分布式可再生能源;也有钒液流(VRB)电池储能系统——在和主电网并网运行时储存能量,在微网孤岛运行时的提供功率支撑;还包括了不同类型的负荷,如普通的居民负荷,以及电动汽车充电负荷等。
在微网系统运行起来后,初始状态是并网运行的。
用户可以将储能、光伏、风机等依次使能,对应地观察各个系统的行为,比如光伏发电系统的最大功率追踪以及风机通过调节系统转速如何实现最大风功率追踪等。
把微网切换到孤岛运行的模式,可以看到在储能系统的功率支援下,微网系统在孤岛运行时如何保持频率和电压的稳定。
当储能系统控制器把微网的频率稳定到50Hz附近后,还可以使用系统主动同步的功能,使得微网和主电网的相位同步,以最小的系统冲击重新并网。
基于StarSim和PXI的实时仿真方案项目选用StarSim+PXI作为微网系统实时仿真的平台,同时利用采集板卡将实际光伏发电与风电系统的电压电流信号采集并输入到微网仿真系统中。
整体的结构如下图所示:实际的硬件照片:总结与展望利用StarSim软件搭建的微网系统,包含了各种新能源系统运行的部分,同时将实际的光伏发电与风力发电设备纳入其中,构成了一个物理数字混合仿真平台。
配合实验室系统中心的组态监控系统,以及用StarSim软件为基础搭建的在线电力电子基础仿真实验平台,使整个微网仿真实验室在微电网运行展示、控制、研究和教学等方面都能发挥很好的功能。
•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。
电气专业VR虚拟仿真实践平台建设探索随着科学技术的不断进步和发展,虚拟现实技术(VR)也在不断发展和应用。
在电气专业中,虚拟现实技术的应用有着广阔的前景,可以为学生提供更加真实、直观的学习环境和实践机会。
建设一个电气专业的VR虚拟仿真实践平台具有重要的意义。
建设一个电气专业的VR虚拟仿真实践平台需要进行综合规划和设计。
需要确定平台的基本功能和模块。
可以包括电路实验模块、电机实验模块、变压器实验模块等。
每个实验模块都应具有一定的实验设备和实验步骤,学生可以通过虚拟现实技术进行仿真实验,并且可以观察和分析实验结果。
需要考虑到平台的硬件设施和软件技术。
在硬件方面,需要选购适合的虚拟现实设备,例如头戴式显示器、手柄控制器等。
这些设备可以提供真实的视觉和触觉感受,使学生能够更好地融入虚拟环境中。
在软件方面,需要开发相应的虚拟现实应用程序和实验模型。
这些程序和模型需要具备良好的交互性和真实感,以满足学生的学习需求。
还需要考虑到平台的管理和维护。
建设一个VR虚拟仿真实践平台需要投入大量的时间和资源,因此需要建立一个专门的团队来进行管理和维护工作。
这个团队可以负责开发新的实验模块和应用程序,解决平台的故障和问题,定期更新平台的内容和功能等。
还需要制定相应的管理规范和操作流程,确保平台的正常运行和有效利用。
建设一个电气专业的VR虚拟仿真实践平台还需要与实际教学相结合。
虚拟现实技术可以为学生提供更加真实和直观的学习环境,但同时也不能完全取代传统的实验教学。
在建设平台的过程中,需要与教师和学生进行充分的沟通和合作,了解他们的需求和意见,确保平台的设计和内容能够真正满足教学的要求。
建设一个电气专业的VR虚拟仿真实践平台需要进行综合规划和设计,包括确定平台的基本功能和模块,选购适合的硬件设施和软件技术,建立专门的管理和维护团队,与实际教学相结合等。
这些探索和努力将为电气专业的教学提供更加全面、灵活和有效的方式。
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》的建设与应用作者:洪宝棣宗哲英来源:《教育教学论坛》2019年第12期摘要:本文通过阐述《电力系统虚拟仿真实验平台》实验中心建设的必要性、仿真实验平台的主要内容和基本功能,结合专业课程建设介绍了机电工程学院《电力系统虚拟仿真实验平台》实验教学中心目前的建设情况,通过平台的建设进一步推动虚拟仿真教学模式在实验教学中的广泛应用,加快了内蒙古农业大学虚拟仿真实验教学的改革与创新。
关键词:虚拟仿真;实验教学;建设与应用中图分类号:G642; ; ;文献标志码:A; ; ;文章编号:1674-9324(2019)12-0276-03虚拟仿真教学系统是以虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术为基础,借助于多媒体、人机交互等多种计算机技术,构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象的新兴技术,学生可以在虚拟环境中开展实验,实验效果、反馈与真实实验完全一致,从而实现教学大纲的教学要求的新兴技术[1,2]。
虚拟仿真技术的应用在高校专业课教学中还处于初步阶段,怎样建立有效的虚拟仿真教学资源,使虚拟仿真技术在实践教学中充分发挥其作用,提高高校学生的创新能力、动手能力及就业创业能力,成为高校教育工作者面临的新挑战[3]。
一、虚拟仿真实验教学中心建设的必要性教育部办公厅近年来在全国高校大力推行《国家级实验教学示范中心》《示范性虚拟仿真实验教学项目》的建设工作,指出虚拟仿真实验教学中心的建设是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容,是推动高校实验教学改革与创新的重要方向。
机电工程学院在这个时代背景下,依托自身的优势实验教学资源,根据有多年丰富专业教学经验的一线教师思路和要求,借鉴兄弟院校实践教学平台的经验,委托专业公司通过最先进技术实现定制的适用于电力、自动化专业教学,注重理论结合实践、教师和学生的互动,完全服务于教学,建立起来的《电力系统虚拟仿真实验平台》,依靠在线虚拟实验教学模块,解决了传统的实验教学环节,如电压高、辐射性强、破坏性且花费昂贵的试验,在现实中无法实施的一些重要的专业实验,通过交互功能完善的在线虚拟实验教学的模式,得以轻松实现[4]。
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。
智能电网安全实验平台的基本架构主要分为三部分:电力系统监测、信息网络监测和物理-信息系统数据融合分析。
1)电力系统监测电力系统监测负责采集并分析电力系统的实时数据首先通过智能电网中的AMI(高级量测设备)采集系统各个节点的电力数据(包括电压、电流、相角、有功功率、无功功率等参数),然后通过各种数据分析方法检测并定位电力系统中的不良数据。
对于小规模的系统,可以利用电力系统的物理限制条件(包括电力系统拓扑约束、基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律和能量守恒定律等)对采集到的数据进行数据一致性检测;对于大规模的电力系统,可首先进行电力系统状态估计,然后利用卡方检验和RN检测等方法检测和定位电力系统中的不良数据。
2) 信息网络监测信息网络监测负责采集并监测智能电网中各智能设备间的通信流量。
智能电网中的数据和控制命令的传输都要通过信息网络,因此有必要对信息网络进行监控以保证网络传输的正确性和安全性。
通过在智能电网通信网络中部署防火墙、入侵检测系统、流量分析系统等,对智能电网设备的通信过程进行全面监控,对异常网络通信流量产生相应威胁程度的报警事件。
3)物理-信息系统数据融合分析物理-信息系统数据融合分析负责综合分析并处理电力系统监测和信息网络监测的数据。
智能电网将传统的电力系统和信息系统整合成为一个整体,其电力拓扑和信息拓扑是相互关联的,因此可将原本异构的电力系统监测数据和信息网络监测数据进行融合分析。
安全数据分析首先分析异常的电力数据和网络通信流量,分别得出电力数据和网络流量的异常度,之后使用物理-信息融合的方法进行分析,通过智能电力设备的ID编号和其信息网络的IP地址关联映射表将电力系统监测异常度和信息网络监测异常度进行关联融合,并通过分析融合后的数据得到攻击检测的结果。
多能源微电网实验平台的搭建负荷持续增长,能源需求不断增加,同时电力系统结构的不断老化、环保问题、能源利用效率瓶颈以及用户对电能质量的高标准要求已成为世界各国电力工业所面临的严峻挑战。
低压智能台区仿真实验室建设⽅案低压配电物联⽹实验室建设⽅案1.低压配电物联⽹概述配电物联⽹技术研究平台综合控制分析系统由适⽤于物联⽹技术的配电⾃动化主站、⼀次电⽓设备、⼆次测控设备、物联⽹终端、通信系统等组成,0.4KV 低压智能台区系统,该系统通过对模拟配电⽹实施量测采集、状态采集、保护事件、远程控制等实现正常和故障状态下的配电⽹运⾏监控,结合低压智能台区的电⽹结构,通过现代计算机技术及物联⽹技术实现智能台区配电⽹环境的真实仿真。
基于物联⽹技术主站系统还可以实现智能台区运⾏数据的⾃动采集和处理、事项告警、⾃动控制和调节、图形显⽰(接线图、报表)、线路层级关系⾃动识别拓扑等。
系统所⽤的硬件设备采⽤现场真是设备与模拟设备相结合的⽅式,减少各类型物联⽹设备、⾃动化设备的运⾏环境与实际现场运⽤环境的偏差。
建⽴配电物联⽹技术研究平台综合控制分析系统的⽬的,主要是⽤于验证各类型物联⽹设备及物联⽹技术在电⼒系统配电⽹中的实际作⽤效果及可靠性,实现融合终端APP功能验证及配电物联⽹设备联调检测。
以下是配电物联⽹技术研究平台综合控制分析系统的典型设计:系统结构⽰意图2.系统功能配电物联⽹技术研究平台综合控制分析系统通过对配电线路及配变台区系统的混合仿真、结合实际的⼀、⼆次设备和仿真系统,实现了以配电⾃动化主站为中⼼的配电物联⽹系统的仿真运⾏及配电物联⽹设备的功能性能验证。
针对配⽹智能台区的智能配变终端/融合终端APP功能验证,该系统可模拟多类型配电⽹故障运⾏情况,如:短路故障、断线、负载不平衡、线路低电压、线路过电压、三相不平衡等。
主要实现功能如下:3.系统功能实现⽅式(1)动态拓扑识别功能系统根据实验室平台采集的智能低压配电物联⽹设备信息进⾏⾃动分析,⾃动判别各设备之间的层级关系,形成低压台区配电系统结构的⾃动拓扑。
(2)台区电源侧综合监测台区电源侧综合监测主要是对台区配电变压器运⾏情况的实时监测,主要包含变压器低压侧各相电压、电流、有功、⽆功、谐波畸变率,变压器负载情况、变压器温度等。
电气专业VR虚拟仿真实践平台建设探索电气专业VR虚拟仿真实践平台是利用虚拟现实技术,将电气工程实践的各个环节以虚拟化的形式呈现,使学生能够在仿真环境中进行真实的实践操作和实验。
该平台将传统的实验室实践转变为虚拟实验室,为学生提供更加丰富、灵活、安全和高效的学习环境,培养学生的实际操作能力和创新精神。
一、平台的开发目标1. 提供电气工程实践的多维度模拟仿真环境,包括电路设计、电机控制、电力系统、电子元件等实践内容。
2. 实现电气工程实践的多种实验手段,如虚拟实验、实验教学和实验检定。
3. 提供丰富的实践案例和实验项目,使学生能够在实践中运用理论知识,增强问题解决的能力。
4. 完善实践环境的交互性和可视化,使学生能够直观地感受到实践过程中的细微差异和实际效果。
5. 提供实时反馈和评估系统,帮助学生及时发现和纠正错误,提高实践效果和学习成效。
二、平台的关键技术和功能1. 虚拟化技术:利用虚拟化技术构建完整的电气实践环境,包括虚拟的实验室、设备和材料,使学生能够在虚拟环境中进行真实的实践操作。
2. 交互技术:利用虚拟现实设备和感知技术,使学生能够通过手势、语音等方式与虚拟环境进行互动,增强学生的参与感和体验感。
3. 实践场景的构建:根据电气工程实践的特点和要求,构建多个丰富、全面的实践场景,包括电路设计、电机控制、电力系统等,为学生提供多种实践机会。
5. 数据管理和存储系统:对学生的操作数据和实验结果进行管理和存储,方便学生和教师进行回顾和分析。
三、平台建设的步骤和方法1. 需求分析:与教师和学生沟通,了解他们对虚拟实践平台的需求和期望,确定平台的功能和特点。
2. 技术选型:根据需求和目标,选择合适的虚拟化技术和感知技术,搭建虚拟实践平台的基础设施。
3. 场景构建:根据电气工程实践的需求和要求,设计和构建不同的实践场景,并制定相应的实践任务和项目。
4. 系统开发和优化:利用虚拟化技术和交互技术,开发虚拟实践平台的核心功能和模块,并进行系统的调试和优化。
虚拟实验室平台设计方案随着科技的不断进步与发展,虚拟实验室平台逐渐成为了科学研究、教育培训等领域中不可或缺的一部分。
本文将介绍一个完整的虚拟实验室平台设计方案,旨在提供一个高效、安全、可靠的虚拟实验环境。
一. 平台介绍虚拟实验室平台是基于云技术的在线实验环境,能够模拟真实实验室的操作和实验过程,为用户提供一个互动学习和交流的平台。
平台将结合虚拟现实技术、远程实时监控系统和实验数据分析工具,使用户能够在任何时间、任何地点进行实验。
二. 平台特点1. 实验模块化设计:平台将实验内容划分为多个模块,用户可以根据自身需求选择不同的实验项目进行学习。
2. 远程实时监控:通过摄像头和传感器等设备,实时监测实验过程中的物理参数,并将数据实时传输到用户端,实现远程观察和控制。
3. 数据分析与报告生成:平台提供数据分析工具,用户可以对实验数据进行处理和分析,并生成实验报告,方便实验结果的记录和分享。
4. 虚拟现实技术:利用虚拟现实技术,平台可以还原真实的实验环境,提高用户的沉浸感和参与度。
5. 多用户协作:平台支持多用户同时进行实验,用户之间可以进行交流和合作,促进学习氛围和团队合作能力的培养。
三. 平台架构1. 前端设计:平台前端采用响应式设计,兼容各类设备,用户可以在电脑、手机、平板等设备上进行实验操作。
2. 后端开发:平台后端采用云服务器部署,提供高性能、高可靠性的服务,保证用户的实验体验。
3. 数据存储与安全:平台将用户数据进行加密存储,保证用户实验数据的安全性和隐私保护。
4. 网络通信:平台通过高速网络通信,实现用户与实验设备的实时连接,保证实验操作的及时响应。
四. 实验内容平台提供多种实验项目,包括物理、化学、生物、工程等领域的实验内容,用户可以根据自身需要选择适合的实验项目进行学习。
每个实验项目都有详细的实验介绍、操作步骤和实验注意事项,用户可以按照要求进行实验操作。
五. 用户管理平台设置管理员和普通用户两个角色,管理员负责平台的管理和维护,普通用户可以注册并登录平台进行实验操作。
电力系统仿真平台的建设与应用随着电力系统的不断发展和扩大,为了更好地进行系统设计、运行分析以及故障检测,电力系统仿真平台应运而生。
电力系统仿真平台是一种基于计算机技术的虚拟仿真环境,能够模拟电力系统的各种运行情况,为电力系统的规划、运行和维护提供重要支持。
本文将重点探讨电力系统仿真平台的建设与应用。
一、电力系统仿真平台的建设1. 系统架构设计电力系统仿真平台的建设首先需要进行系统架构设计。
系统架构设计是整个仿真平台的基础,它包括系统的功能模块划分、模块之间的关联以及数据流向等内容。
在设计过程中,需要充分考虑电力系统的特点和需求,确保系统具有良好的可扩展性和稳定性。
2. 数据采集与处理电力系统仿真平台需要大量的实时数据来支撑仿真过程,因此数据采集与处理是至关重要的一环。
通过各种传感器和监测设备采集电力系统的实时数据,并对数据进行处理和分析,提取出关键信息用于仿真模型的构建和验证。
3. 模型建立与验证在电力系统仿真平台中,模型的建立是核心工作之一。
根据电力系统的实际情况,建立相应的仿真模型,包括潮流计算模型、短路分析模型、稳定性分析模型等。
建立好模型后,需要进行验证,确保模型的准确性和可靠性。
4. 界面设计与优化良好的用户界面设计能够提高用户的使用体验,因此界面设计与优化也是电力系统仿真平台建设的重要环节。
界面设计应简洁直观,功能布局合理,同时考虑到用户的操作习惯和需求,提供友好的交互方式。
5. 系统集成与测试在完成各项工作后,需要对电力系统仿真平台进行系统集成和测试。
系统集成包括各个模块的整合和联调,确保系统各部分协调运行;系统测试则是验证系统的功能和性能是否符合设计要求,发现并解决潜在问题。
二、电力系统仿真平台的应用1. 系统规划与设计电力系统仿真平台可以帮助电力系统规划人员进行系统规划和设计。
通过仿真平台,可以模拟不同的系统结构和参数配置,评估系统的性能和稳定性,为系统规划提供科学依据。
2. 运行分析与优化在电力系统运行过程中,仿真平台可以对系统进行实时监测和分析,及时发现问题并提出优化方案。
智能微电网实验平台建设未来能源革命成功与否的关键在于分布式能源生产管理技术和一体化能源存储解决方案。
微电网系统中,光伏发电和风力发电的是目前应用较为广泛的清洁能源,智能型微电网是近年来的研究热点,目前,北美、日本和欧洲等国家已经在加快进行微电网的研究和建设,我国微电网相关的研究和实验系统建设多局限于理论研究和数字仿真,因此建设智能微电网实验平台将至关重要。
1、微电网实验平台建设现状在不改变现有配电网结构下,对了减小间歇性分布式发电系统给传统大电网带来的冲击,美国CERTS组织最先提出微电网概念。
微电网是把规模较小的分散独立系统,如燃气轮机、光伏发电、风力发电、电池、电力电子设备等并在一起直接与用户相连,大大减少了输电损耗和费用,保证了本地电压稳定和用电不间断,与大电网并联运行时,可以看作电网的可控单元,当大电网断电,也可以独立运行保证本地用户用电,提高了供电可靠性。
在微电网系统实验室建设方面,各发达国家已经完成很多项目建设。
最早CERTS组织2001年在威斯康星大学建立了系统容量为200KW,电压等级280V/480V的微电网系统。
在智能微电网平台建设领域,相对国外实验室或示范工程,我国的差距较为明显,一是规模非常有限,如杭州电子科技大学微电网系统主要能供应两栋教学楼;二是缺乏实际应用,缺失针对某地区用户的实际运用。
2015年7月,国务院批复同意设立《河北省张家口可在生能源示范区发展规划》,同意设立张家口可再生能源示范区,根据规划,到2020年,张家口示范区55%的电力消费来自可再生能源。
这预示着我国正在逐步弥补与国外在微电网规模和应用上的差距。
2建设的必要性2008年初的冰雪天气导致我国发生大面积停电,暴露了我国现有网架结构在供电可靠性上的缺陷,微电网以其灵活的接入方式,能够保证恶劣天气下的供电,可以作为现有骨干电网的必要补充,反观微电网技术从提出到现在的近15年里,我国在该技术上的突破仍然欠缺,尚处于起步阶段,如果需要大规模应用,还有很多技术难题有待解决,如电能质量问题、储能容量优化问题等。
智能计算虚拟仿真实验教学平台建设与实践摘要:智能计算是人工智能课程的重要知识模块,其教学内容以算法模型为主,内容较为抽象,学习难度较大,同时也缺少相应有效的实验教学平台。
文章针对智能计算的知识特点,以“虚实结合,以虚补实”为设计思想,融入智慧供给链中典型的應用场景,构建了智能计算虚拟仿真实验教学平台,并基于实验平台架构、实验内容设置和实验教学特色等视角,介绍了智能计算虚拟仿真实验教学平台的建设与实践情况。
该实验教学平台的建设有利于更好地激发学生学习兴趣,强化学生计算思维和创新思维。
关键词:虚拟仿真;智能计算;实验平台;课程改革人工智能技术正深刻地影响着经济社会的开展,在金融领域的应用已得到社会的广泛关注。
2022年7月,国务院发布的《新一代人工智能开展规划》[1]中明确提出将金融列为人工智能应用试点示范的重点行业之一,将智能金融作为推进产业智能化升级的重要任务,并明确提出了建立金融大数据系统、创新智能金融效劳、加强金融风险智能预警防控等具体措施。
对此,财经类院校一直予以高度关注,始终认真思考如何把握技术变革带来的重要机遇。
我校紧密结合人工智能开展趋势与行业人才最新需求,积极申报并开展人工智能类专业建设,在2022、2022和2022年相继开展数据科学与大数据技术本科专业、人工智能微专业和人工智能本科专业的招生和人才培养,促进以人工智能为代表的新一代信息技术与财经领域的实际应用需求紧密结合,突显多学科交叉融合和协同创新特色,这不仅为我校经管类学科研究提供强有力的理论、方法和技术支撑,同时也为经管类专业建设与学科开展注入强大的人工智能基因。
智能计算是人工智能的重要分支,主要通过模拟自然界或生物界的现象规律或行为特征而提出的用于求解复杂优化问题的一系列算法模型。
智能计算是人工智能类课程主要的知识模块,包含了大量算法类知识点,如:遗传算法、粒子群算法、蚁群算法、多智能体系统等[2]。
目前有关智能计算的实验根本上都是按照“知识点-练习题”的“点对点”形式进行设计[3],学生通常缺少对于问题场景和技术应用的深刻理解,这在很大程度上局限了学生计算思维和创新思维能力的培养[4]。
智能电网实验室仿真试验平台搭建
深圳市菊水皇家科技有限公司作者:郭立如2012-8-8智能电网定义:
在现代电网的发展过程中,各国结合其电力工业发展的具体情况,通过不同领域的研究和实践,形成了各自的发展方向和技术路线,也反映出各国对未来电网发展模式的不同理解。
近年来,随着各种先进技术在电网中的广泛应用,智能化已经成为电网发展的必然趋势,发展智能电网已在世界范围内形成共识。
从技术发展和应用的角度看,世界各国、各领域的专家、学者普遍认同以下观点:智能电网是将先进的传感测量技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合,并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。
由于智能电网的研究与开发尚处于起步阶段,各国国情及资源分布不同,发展的方向和侧重点也不尽相同,国际上对其还没有达成统一而明确的定义。
根据目前的研究情况,智能电网就是为电网注入新技术,包括先进的通信技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术和电力工程技术等,从而赋予电网某种人工智能,使其具有较强的应变能力,成为一个完全自动化的供电网络。
发展趋势:
电网已成为工业化、信息化社会发展的基础和重要组成部分。
同时,电网也在不断吸纳工业化、信息化成果,使各种先进技术在电网中得到集成应用,极大提升了电网系统功能。
(1)智能电网是电网技术发展的必然趋势。
近年来,通信、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛深入的应用,并与传统电力技术有机融合,极大地提升了电网的智能化水平。
传感器技术与信息技术在电网中的应用,为系统状态分析和辅助决策提供了技术支持,使电网自愈成为可能。
调度技术、自动化技术和柔性输电技术的成熟发展,为可再生能源和分布式电源的开发利用提供了基本保障。
通信网络的完善和用户信息采集技术的推广应用,促进了电网与用户的双向互动。
随着各种新技术的进一步发展、应用并与物理电网高度集成,智能电网应运而生。
(2)发展智能电网是社会经济发展的必然选择。
为实现清洁能源的开发、输送和消纳,电网必须提高其灵活性和兼容性。
为抵御日益频繁的自然灾害和外界干扰,电网必须依靠智能化手段不断提高其安全防御能力和自愈能力。
为降低运营成本,促进节能减排,电网运行必须更为经济高效,同时须对用电设备进行智能控制,尽可能减少用电消耗。
分布式发电、储能技术和电动汽车的快速发展,改变了传统的供用电模式,促使电力流、信息流、业务流不断融合,以满足日益多样化的用户需求。
电力技术的发展,使电网逐渐呈现出诸多新特征,如自愈、兼容、集成、优化,而电力市场的变革,又对电网的自动化、信息化水平提出了更高要求,从而使智能电网成为电网发展的必然趋势。
系统结构组成:
本方案所描述的实验系统可用在新能源发电系统及微电网控制系统、智能家居、充电汽车充电等科学研究的实验方面。
主要由以下几个部分组成(图1):
�利用楼顶建设发电峰值容量20kWp的单晶硅平板光伏发电系统(分成9路2.5kW并网系统);
�利用地面安装具有微风启动、轻风发电特点的5kW小型风力发电系统3台,形成安装容量为15kW 的小型风力发电系统;
�建设25kW/50kWh胶体电池+超级电容储能系统(一套),建设25kW/30kWh胶体电池+超级电容储能系统(一套),分别用于两段母线;
图1智能电网实验室系统组成
�建设可变灵活接线系统,可以适用于微电网主从控制技术、对等控制技术的研究;
�仿真实验室系统配置之变频器:60KW的PVS900电网模拟器(图1中的变频器)、提供三相相位角独立可调,可任意编辑测试谐波,低电压穿越,满足电网能量管理系统测试;
仿真实验室系统配置之
仿真实验室系统配置之
�部署包含了二次测控保护、通讯与数据采集在内的设备和微电网集中管理系统,实现与供电网络的协调运行,最终建成一个包含智能配电、风、光、储、微多种智能电网要素结合的实验的系统;
�建设包括智能家电控制系统、灯光情景控制系统、可视对讲系统、智能安防系统的智能家居样板间;
�建设包括充电桩、充电站监控系统在内的充电汽车充电系统。
该智能电网实验系统的结构和功能如下:
本实验系统重点对基于逆变电源技术的微网系统的控制方法进行验证,包括微网主从控制技术,及预留对等控制技术研究的功能扩展。
微网试验采用可变结构,系统结构如图2所示。
图2智能电网试验系统结构及其变型系统图
1)智能电网与本地电网之间联络线上不可避免地会出现功率波动,本试验系统可进行联络线功率控制研究,分别对L1、L2和L3联络线上的功率进行控制;
2)能够对基于逆变电源技术微网系统的各种主流控制方法进行验证,包括智能电网主从控制技术,及预留对等控制技术研究的功能扩展。
3)研究适用于分布式能源智能电网系统并网及智能电网自主稳定运行的发电单元控制理论,提出基于分布式测量的功率、电压和频率的分布式控制策略,实现智能电网快速无缝地连接或独立于电网系统稳定运行、同时有功和无功功率可以独立控制,以满足负载的动态需求。
4)智能电网与外部电网接口快速切换方法。
研究在外部电网故障条件下,快速检测出外部电网故障及判断算法,提出智能电网与外部电网接口快速切换控制算法,保证在尽可能短的时间内,将智能电网与外部电网快速分离。
5)防逆流控制。
防逆流控制在分布式电源发电大于负荷用电时实现零功率交换控制,实现分布式发电并网不上网的功能。
6)自动电压无功控制。
微电网能通过自动电压无功控制模块保证微电网内部的电压质量,实现无功功率的就地平衡,确保电压在合格范围内。
7)调度交换功率控制。
在并网运行方式下,配电网可根据经济运行分析、需求侧管理分析等,给各个微电网下发交换功率定值以实现整个配电网最优运行。
8)储能充放电曲线控制。
根据负荷曲线制定储能充放电曲线,依靠储能充放电实现用电负荷的消峰填谷。
9)调度交换功率紧急控制。
在特殊情况下(如发生地震、暴风雪、洪水等意外灾害情况)或在大电网用电紧张需大范围拉闸限电时,微电网作为配电网的后备电源向配电网提供有力支撑。
微电网能量管理系统支持在保证微电网内部重要负荷用电的前提下,实现对配电网的紧急援助。
10)配网联合调度。
微电网集中管理系统具有与配电调度中心交互信息的功能,能将微电网公共连接点处的并离网状态、交换功率上送调度中心,并可接受调度中心对微电网的并离网状态的控制和交换功率的设置。
11)微电网经济运行控制。
微电网在并网运行时,在保证微网安全运行的前提下,以全系统能量利用效率最大和运行费用最低为目标,充分利用可再生能源,实现多能源互补发电,保证整个微电网的经济最优运行。