1.項目名稱：基于電力系統(tǒng)動態(tài)模擬交直流混合微電網(wǎng)實驗室
2.申請理由
基于電力系統(tǒng)動態(tài)模擬交、直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)并不局限于有效集成分布式能源，更具備能量管理與調(diào)度、電能質(zhì)量治理與控制、支持各端口靈活地切除與投入（即插即用）、協(xié)同保護(hù)等作用。在主干電網(wǎng)的末端或關(guān)鍵連接點(diǎn)配置多端口變換器系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)模式下各種能源或負(fù)載直接接入電網(wǎng)的方式，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）有效解決分布式能源與各種負(fù)載的間歇性與不確定性問題；
（2）優(yōu)化主網(wǎng)運(yùn)行控制，并參與電能質(zhì)量的協(xié)同治理；
（3）潮流柔性可控，實現(xiàn)多品位能源的協(xié)調(diào)優(yōu)化互補(bǔ)，提升電網(wǎng)運(yùn)營水平；
（4）可提供不同等級、不同屬性的定制化電能服務(wù)，適應(yīng)負(fù)載多樣化的需求；
（5）在少數(shù)端口故障情況下可實現(xiàn)故障穿越，保持其他端口正常工作等。
提高實驗教學(xué)水平
新能源微電網(wǎng)技術(shù)將為我校電氣專業(yè)注入新的內(nèi)涵，技術(shù)方向符合國家新技術(shù)發(fā)展指南。新能源微電網(wǎng)實驗平臺的建設(shè)能在未來10年內(nèi)為我校培養(yǎng)智能微電網(wǎng)與新能源方面的專業(yè)人才不少于1000人。新能源發(fā)電及微電網(wǎng)實驗平臺涉及電氣眾多學(xué)科，專業(yè)技術(shù)幾乎涵蓋了電氣工程的主要核心課程：《電力電子技術(shù)》、《電力系統(tǒng)分析》、《供配電技術(shù)》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》、《電機(jī)控制技術(shù)》、《新能源發(fā)電技術(shù)》、《配電網(wǎng)絡(luò)》以及相關(guān)課程，通過新能源微電網(wǎng)的建設(shè)，能夠使得我校在微電網(wǎng)方面的實驗條件處于領(lǐng)先水平，為學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)及新能源技術(shù)提供保障，培養(yǎng)具有動手能力與工程實踐結(jié)合緊密的人才。
根據(jù)現(xiàn)有教學(xué)情況，采購實驗設(shè)備需采用工業(yè)級產(chǎn)品，又與教學(xué)緊密結(jié)合，使學(xué)生通過對工業(yè)實際產(chǎn)品的學(xué)習(xí)，了解電力方面的基本法規(guī)和電力系統(tǒng)的最新進(jìn)展與發(fā)展動態(tài)，從而具有較強(qiáng)的電氣設(shè)備施工、安裝、調(diào)試能力和電力工程技術(shù)管理的基本能力，具有較強(qiáng)的電廠、變電站、供配電系統(tǒng)及電氣設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)能力和現(xiàn)場事故分析及處理的能力，具有應(yīng)用新系統(tǒng)、新技術(shù)的初步能力。
加速學(xué)科建設(shè)步伐
根據(jù)初步調(diào)研，新能源微電網(wǎng)特別是多能源微網(wǎng)技術(shù)示范，目前在國內(nèi)應(yīng)用較少，我校通過在國內(nèi)領(lǐng)先建設(shè)新能源微電網(wǎng)示范工程，對提高學(xué)生、教師的專業(yè)應(yīng)用水平和研究能力產(chǎn)生巨大推動作用，主要體現(xiàn)在三個方面：一是提升人才培養(yǎng)方式，使學(xué)生從教學(xué)儀器的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷φ鎸嶋姎庠O(shè)備的學(xué)習(xí)，體現(xiàn)我院的應(yīng)用型教學(xué)特色；二是建設(shè)多功能的實驗與科研平臺，為創(chuàng)新實驗與課程設(shè)計以及教師科研項目的申報提供重要基礎(chǔ)，提升我院的專業(yè)研究水平；三是助力電氣學(xué)科評估與電氣工程碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)申報，促進(jìn)提升電氣特色優(yōu)勢專業(yè)。
提升服務(wù)社會能力
微電網(wǎng)實驗平臺的建設(shè)，力求采用真實環(huán)境下微電網(wǎng)建設(shè)需求，讓老師和學(xué)生通過該平臺的學(xué)習(xí)能熟練掌握微電網(wǎng)控制以及微電網(wǎng)與配電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行技術(shù)，達(dá)到學(xué)校與社會、教學(xué)與科研、學(xué)習(xí)與應(yīng)用的無縫連接，提高產(chǎn)教融合，培養(yǎng)應(yīng)用型人才的效果，使我校電氣工程專業(yè)能通過新能源發(fā)電及微電網(wǎng)實驗平臺的建設(shè)，以及教學(xué)科研的積累，通過產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，更好地服務(wù)社會，為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。
3.項目的必要性、方案的合理性、預(yù)算的可行性、招標(biāo)技術(shù)參數(shù)的可操作性
根據(jù)學(xué)校的指導(dǎo)方針，為深化實踐教學(xué)改革、優(yōu)化實踐教學(xué)團(tuán)隊、完善實踐環(huán)境建設(shè)、拓展實踐教學(xué)功能，構(gòu)建以技術(shù)為主線，層次化、模塊化的實踐教學(xué)體系，滿足多層次、多專業(yè)的實踐需求，計算機(jī)與控制工程學(xué)院在現(xiàn)有實驗教學(xué)條件下，將進(jìn)一步完善“機(jī)電工程實訓(xùn)中心（強(qiáng)電部分）”的建設(shè)。機(jī)電工程實訓(xùn)中心（強(qiáng)電部分）現(xiàn)已建設(shè)5間實驗室，但缺少《電工技術(shù)》、《電路》等課程的基礎(chǔ)實驗室�，F(xiàn)有這些課程的實驗內(nèi)容基于實驗室老師自制的電路板進(jìn)行開設(shè)，造成實驗內(nèi)容數(shù)量少且單一；實驗場地狹小、配套的實驗設(shè)備陳舊、部分已經(jīng)老化，儀器設(shè)備功能單一化，嚴(yán)重制約和影響了本科生的實踐環(huán)節(jié)；導(dǎo)致有些基礎(chǔ)實踐性課程因為實驗設(shè)備的不足或者條件不成熟正面臨更改教學(xué)計劃，這將會弱化學(xué)生的動手能力和實際應(yīng)用能力，從而影響到后續(xù)的專業(yè)課程。隨著專業(yè)實驗室的不斷完善，加快建設(shè)基礎(chǔ)實驗室勢在必行。特依托機(jī)電工程實訓(xùn)中心提出電工基礎(chǔ)實驗室建成后，將對全校學(xué)生進(jìn)行電工類基礎(chǔ)實驗的授課或培訓(xùn)，并創(chuàng)建開放式實驗項目，以大大提高基礎(chǔ)實驗室的使用率和整體提升全校學(xué)生的實踐操作能力。為了完成實驗室的建設(shè)，制定了實驗室建設(shè)方案和設(shè)備購置經(jīng)費(fèi)預(yù)算方案，為了確保實驗室建設(shè)方案合理性，組織專家對設(shè)備購置方案進(jìn)行論證。
4.基本要求
基于電力系統(tǒng)動態(tài)模擬交、直流混合微電網(wǎng)實驗室系統(tǒng)不僅能滿足本科高校傳統(tǒng)的“電路分析”、“電工基礎(chǔ)”、“電力電子技術(shù)”等有關(guān)課程實驗教學(xué)要求，還能夠滿足本科院校的電路創(chuàng)新、電工電路虛擬仿真、工程訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計及課程設(shè)計等功能要求，該系統(tǒng)和裝備適合作為高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)備。
建設(shè)該實驗平臺不僅能夠滿足學(xué)院教學(xué)需求，還可以為師生搭建科研以及創(chuàng)新實踐的平臺。這對提升教師的科研水平和學(xué)生創(chuàng)新實踐能力都有很大的幫助。
5.設(shè)計要求
為適應(yīng)電力行業(yè)對電氣相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生能力的要求，提高我校電氣工程領(lǐng)域?qū)嵺`教學(xué)水平，結(jié)合我校電氣工程實驗室管理及運(yùn)行的實際情況，本項目擬建設(shè)新能源發(fā)電及微電網(wǎng)實驗平臺。
依托本實驗平臺，可以完成《電力電子技術(shù)》、《電力系統(tǒng)分析》、《供配電技術(shù)》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》、《電機(jī)控制技術(shù)》、《新能源發(fā)電技術(shù)》、《配電網(wǎng)絡(luò)》等教學(xué)實驗，還可以完成相關(guān)課程的課程設(shè)計、專業(yè)綜合設(shè)計、實踐創(chuàng)新設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)實習(xí)；同時，該平臺可作為“大學(xué)生電子設(shè)計大賽”“大學(xué)生挑戰(zhàn)杯”“互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”等競賽的實訓(xùn)平臺。此外，依托該平臺還可以開展與分布式電源并網(wǎng)和微電網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)的科研工作，培養(yǎng)一批面向智能微電網(wǎng)、新能源發(fā)電領(lǐng)域前沿科技的人才，滿足地區(qū)及國內(nèi)新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)的需求。
基于該平臺，新開的實驗項目具體包括10個大類：
（5）光伏發(fā)電系統(tǒng)
1）光伏發(fā)電仿真平臺認(rèn)知實驗；
2）三相電壓采集實驗（驗證）；
3）直流電壓采集實驗（驗證）；
4）光伏最大功率點(diǎn)跟蹤實驗（研究）；
5）光伏并網(wǎng)運(yùn)行控制策略實驗（創(chuàng)新）；
6）光伏孤島運(yùn)行控制策略實驗（創(chuàng)新）；
7）光伏發(fā)電系統(tǒng)實時保護(hù)實驗（研究）；
（6）風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)
1）直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電仿真平臺認(rèn)知；
2）背靠背式三相交流變頻器原理驗證實驗（驗證）；
3）自然風(fēng)模擬控制實驗（研究）；
4）背靠背式變頻器電壓、電流輸出實驗（驗證）；
5）模擬風(fēng)機(jī)三相交流并網(wǎng)實驗（研究）；
6）背靠背式變頻器控制方法研究實驗（創(chuàng)新）；
7）背靠背式變頻器SVPWM算法研究實驗（創(chuàng)新）；
8）風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)實時保護(hù)實驗（研究）；
（7）儲能平臺部分實驗
1）磷酸鐵鋰電池性能介紹；
2）鋰電池組串并組合實驗（驗證）；
3）雙向DC/DC恒壓控制實驗（研究）；
4）雙向DC/DC恒流控制實驗（研究）；
5）鋰電池充電策略優(yōu)化實驗（創(chuàng)新）；
6）BMS電池管理系統(tǒng)實驗（創(chuàng)新）；
7）鋰電池保護(hù)實驗（研究）；
（8）微網(wǎng)系統(tǒng)整體實驗：
1）微網(wǎng)的認(rèn)知；
2）系統(tǒng)接線及操作實驗（研究）；
3）可控可調(diào)負(fù)載RLC部分實驗（驗證）；
4）交直流混合微電網(wǎng)運(yùn)行實驗（研究）；
5）直流微電網(wǎng)切除及獨(dú)立運(yùn)行實驗（創(chuàng)新）；
6）交流微電網(wǎng)切除及獨(dú)立運(yùn)行實驗（創(chuàng)新）；
7）本地監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控控制方式切換（研究）；
8）能量管理調(diào)度策略-系統(tǒng)出力控制（研究）；
9）能量管理調(diào)度策略-削峰填谷策略（研究）；
10)新能源高滲透率輸電網(wǎng)影響實驗；
11）風(fēng)火打捆輸出，電力系統(tǒng)影響實驗；
12）儲能電站在輸電網(wǎng)能源調(diào)度影響實驗；
（9）系統(tǒng)開源部分：
1）控制板、采集板、功率板、電容板、驅(qū)動板等板卡硬件原理（研究）；
2）DSP的入門、使用和燒寫實驗（研究）；
3）CCS軟件使用（研究）；
4）軟件開發(fā)流程講解；
（6）新能源發(fā)電技術(shù)實驗
1）直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電實驗（創(chuàng)新）；
2）光伏發(fā)電實驗（創(chuàng)新）；
（10）配網(wǎng)部分實驗
1）低電壓穿越實驗（研究）；
2）過/欠壓，過/欠頻實驗（研究）；
3）配電網(wǎng)防孤島實驗（創(chuàng)新）；
3）充電樁性能測試實驗（驗證）；
4）負(fù)載曲線設(shè)置與分析實驗（驗證）；
6.平臺特點(diǎn)
（1）平臺式設(shè)計，給學(xué)校帶來自由空間，院�？稍O(shè)計符合自身學(xué)校要求的實驗內(nèi)容；
（2）開源式設(shè)計，在保證設(shè)備安全的前提下，提供部分控制算法源代碼，并配合學(xué)校開展控制算法修改驗證等功能試驗；
（3）要求實驗柜體采用透明玻璃門，使設(shè)備線路及元件一目了然，加強(qiáng)學(xué)生對線路及器件的感性認(rèn)識；
（4）完善的保護(hù)功能，不僅保護(hù)學(xué)生的生命安全，也給學(xué)生獨(dú)立完成實驗提供了保障；
（5）多種實驗?zāi)Ｊ?設(shè)計性、綜合性、分析性、驗證性等多種實驗?zāi)Ｊ剑?br /> （6）方案為“交鑰匙”工程，承制方需完成完整系統(tǒng)調(diào)試；
7.工作條件參數(shù)要求
（1）整機(jī)可接入容量：≥100kW；
（2）系統(tǒng)整體外形尺寸：＜15m（長）×5m（寬）×4 m（高）；
（3）總重量：≤3t；
（4）工作電源：三相三線/380V/50Hz/300Arms；
（5）工作環(huán)境溫度：-10℃~40℃；
（6）工作環(huán)境濕度：＜60%；
（7）一次設(shè)備防護(hù)等級：IP20。