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电力电子原理与系统虚拟仿真
发布日期:2013-10-15  浏览次数:1143

实验设置目标:
    该平台是电力技术、电子技术和控制技术多门技术的交叉。以往的课程教学模式受硬件设备的限制,理论教学与实践教学结合度不好、综验证性实验多,创新性实验少,硬件设备成本高、更新换代慢,不适合大量创新性设计实验的开展。以新能源发电与并网为技术应用背景,结合电力电子技术在高效能量转换系统中的具体应用,提出了基于原理性的互动仿真学习与研究性的模型仿真研究相结合的虚拟仿真实验平台,旨在通过该虚拟仿真平台为学生的电力电子基础性学习与工程探究性学习以及进一步深入了解和掌握电力电子技术在新能源发电与并网系统中的应用,提供互动、启发、探究式的研学辅助手段与工具。
实验课程内容及成效:
(1)电力电子器件特性仿真
    通过特性仿真帮助学生更好的了解与掌握电力电子器件的相关理论与特性。包括电力电子器件、磁性元件、光伏组件、风机等元器件、部件建模及仿真分析,具体如:电力电子器件开关特性尤其是二极管反向恢复、损耗等建模;磁性元件磁路、饱和、损耗等特征建模;光伏组件温度、纬度等对PV曲线影响。  

 

(2)电力电子变换电路仿真
    通过电力电子在线互动课程终端iPES(Interactive Power Electronics Seminar)为学生的原理性学习提供形象生动的互动式动画演示,有效激发学生的学习兴趣。此外,通过电力电子仿真软件PLECS帮助学生了解和掌握电力电子电路在工程应用中的建模仿真方法。
    以新能源发电中功率变换为学习研究对象,对最大功率跟踪、储能、并网、孤岛运行电路及装置进行建模及仿真分析,具体如:功率变换交流转直流、直流转直流、直流转交流等电路拓扑及控制方法建模;光伏电池及风力发电最大功率跟踪、母线电压崩溃、寄生电容、功率预测等建模;网侧变流器储能、并网、离网性能测试建模等。

 

 

(3)新能源发电与并网系统的建模与仿真
    通过电力电子仿真软件PLECS与MATLAB相结合,帮助学生熟悉与掌握电力电子系统级的仿真方法,并提供从控制策略仿真到能量变换系统仿真的全过程全方位的工程探究性学习。
    通过该仿真评估其接入配电网稳定性、谐波电能质量、电网调度等与电网交互影响。

 

    

    虚拟仿真实验平台的使用,使得实验项目的综合性和创新性得到提升。也使得理论与实践教学环节互相协调、互为补充,提高了解决复杂问题和综合设计的能力和创新意识。
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