实验要求
面向电气工程及其自动化、智能电网信息工程专业二年级及以上本科生。学生应具备电路、电力电子、自动控制、电力系统及继电保护的基础知识,了解新能源发电基本原理,能阅读控制框图和电气接线图。实验前阅读指导书并完成基础测试;实验中按规定接口和安全联锁操作,先形成初稿,再审查AI候选,记录策略版本、工况和证据;实验后提交对照结果和报告。使用可运行WebGL应用的桌面计算机浏览器访问平台。
教学成果
依托“微电网运行与故障分析虚拟仿真实验”及省级一流课程,原项目2022—2026年校内开设5期,服务879人。团队将微电网平台及含风电新型电力系统动模实验平台的科研成果和产业经验转化为实验资源,形成连线与角色辨识、控制策略设计、协同运行及故障处置任务。自制实验设备和实验教学模式已在西南交通大学、中北大学、南京工程学院推广应用,应用证明表明平台有效缓解了应用校高危风电实验难以全员操作、纯虚拟仿真缺乏真实约束等共性问题。
学生借助平台,参加学科竞赛,获中国国际大学生创新大赛本科生创意组银奖、“互联网+”银奖、挑战杯“行星”级作品等多个奖
实验背景
新能源高比例接入使电力系统运行更加依赖变流器控制及多源协同,发电效率、频率电压支撑、供能持续性与故障处置需要统筹分析。真实微电网设备成本较高,故障注入和运行切换受安全及工况限制,难以支持每位学生反复设计和验证方案。团队依托既有微电网虚拟仿真实验、省级一流课程及含风电新型电力系统动模实验平台,将真实的科研项目和工程经验融入教学,形成可重复、可对照的风光储运行控制与故障分析任务。
设计原则
以学生为中心,以科研和产业场景牵引任务。按“微电网认知与构建—单元运行控制—新能源友好并网与支撑控制—孤岛运行控制、故障分析及方案评价”递进组织。将学生可设计的策略与固定执行内环、设备边界明确衔接,以同工况对照评价方案。智能体提供算法和参数候选,学生审查后用仿真验证,保留人工取舍及迭代证据。结合动模平台开展适配工况的虚实对照,按操作、结果及解释评价学习成效。
实验目标
(1)辨识微电网组成、各运行模式的电源角色及参考源,完成拓扑和单元连线,解释光伏、风电最大可用功率与储能功率能量边界。
(2)设计和验证光伏、风电最大功率点跟踪及储能受约束充放电策略,核查输入输出、单位、限幅和状态转换。
(3)根据风光储可用资源设计跟网支撑及孤岛角色组合,对比下垂、惯量、阻尼等参数对调频、分担、恢复和资源代价的影响。
(4)完成保护整定、故障独立诊断、隔离与分步恢复,形成有测量和动作依据的处置结论。
(5)审查AI建议并通过多轮对照说明采纳、修改或拒绝理由,培养实验研究、工程责任和自主判断能力。
成绩评定
满分100分,由26步的78个赋分项汇总。四环节依次为8、24、32、36分。现有题库包括52道选择题和26道主观题。单选正确且相关操作证据有效得满分,选错得0分;多选全对且无错选得满分,仅选中一个正确项且无错选得半分,有错选得0分。主观题由AI依据参考答案、分档条件及仿真证据评为满分、半分或0分,并给出理由和修正提示,证据不足或判断冲突时转教师复核。保留首答与迭代版本,同一赋分项只计入一次。七维能力画像用于反馈。平台课前测试题单列为学习诊断,不重复累加实验分。
