风力发电机组运维虚拟仿真实训系统
教育部在《关于开展职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设的通知》(教职成司函〔2020〕26 号)中表明:随着信息技术的发展,建设职业教育虚拟仿真实训基地,既是改革传统教学育人手段,推进人才培养模式创新的迫切需要,也是强化教学、学习、实训相融合的教育教学活动,有效弥补职业教育实训中看不到、进不去、成本高、危险性大等特殊困难的重要措施。 同时,现阶段高职院校所采用的授课方式大多为单门课程的课堂讲授方式,或部分课程采用了微课、慕课教学,这种教学模式不能充分调动学生的学习积极性,在很大程度上已经滞后于信息化社会对综合性人才培养的要求,难以满足创新型人才和高素质人才的培养需求。

一、业务范围

(1)风电场整体认知实训

用三种典型机组搭建风电场虚拟场景,分别为双馈异步风力发电机组、永磁直驱风力发电机组和培训中心自建的风力发电机组,其中双馈异步风力发电机组和永磁直驱风力发电机组需覆盖陆上和海上两种典型应用场景,搭配海上升压站、陆上升压站、机组箱变、中控室形成完整的风电场,以3D仿真形式呈现,让学生直观地了解风电场的结构和布局,以及风机正常运转情况下设备的状态。

(2)风机整机认知实训

按照下述风机种类和使用场景开展风机整机的认知实训,让学员能够快速掌握风机整机相关的知识(如机组正常运转时,在不同的风资源(风速和风向)下的工作原理、偏航系统的运动状态、桨矩角的位置和输出功率曲线等)。

风机种类:双馈异步风机、永磁直驱风机

使用场景:海上、陆上

(3)风机大部件认知实训

按照风机种类的差异,开展风机大部件认知实训,让学员快速了解偏航系统、变桨系统、变流器、传动链、轮毂、发电机、液压系统和电控系统等大部件。

(4)工作原理认知实训

重点开展风机整机工作原理和大部件工作原理的认知实训。大部件工作原理分为以下7大类:齿轮箱工作原理;发电机工作原理;液压系统工作原理;偏航系统工作原理;电控系统工作原理;变流器工作原理;变桨系统工作原理。

(5)整机及部件拆装模拟实训

为巩固学员对风机整机和大部件结构的认知,重点开展双馈异步风力发电机组和永磁直驱风力发电机组整机及关键大部件拆装模拟实训,学员在虚拟场景中开展拆装模拟的实训。

(6)箱变及升压站认知实训

在风电场中,风机箱变和升压站具有和风机同等重要的地位,为让学员对风电场有完整的认知,除需要开展风机认知外,还需要开展风机箱变和升压站电气设备的认知实训,主要内容为风机箱变和升压站电气设备辨识和设备用途认知实训。

二、功能概述

系统提供虚拟实训操作,以及场景显示控制、场景漫游控制等公共基础功能。

(1) 虚拟漫游

系统中的虚拟漫游支持第一人称、第三人称的视角切换,同时包括了自主式漫游和引导式漫游。

(2)场景显示控制

虚拟场景显示控制主要包括构筑物显示/隐藏控制、零部件显示/隐藏开工至、设备铭牌开关控制、工质流显示/隐藏控制、设备内部工况显示/隐藏控制、巡检路线显示/隐藏控制等。

(3)场景漫游控制

学员可以通过键盘/鼠标在虚拟场景中漫游,系统支持向任意方向行进,仅巡检实训时遇到障碍物时无法穿越。

(4)漫游定位

漫游定位功能在本模块中主要用于快速返回全厂场景,从而实现局部到全厂、全厂到局部的快速切换。

(5)设备信息展示

设备信息展示功能包括了设备的铭牌信息、尺寸信息、介绍信息等。同时用户根据需求自行显示或者隐藏此处所示的设备信息。

(6)设备详解

设备详解内容包括设备的设备综述、内部结构、工作原理等,展示的模式包括设备3D模型展示、文字介绍、同时还会配置专门的配音讲解。