黄淮学院能源工程学院 ↗SCHOOL OF ENERGY ENGINEERING · HUANGHUAI UNIVERSITY
LABORATORY LEARNING GUIDE

可再生能源智能微电网 · 实验学习指南

基于项目申报书整理 · 教学参考版 V1.0 / 2026.11。围绕设备认知、接线调试与运行决策,完成可验证的实验学习。

本指南为依据项目申报书编写的学习参考材料,尚须由任课教师结合设备参数、模型边界和正式操作票审核。网页交互演示用于功率平衡教学;三维接线与控制场景请参见项目视频。

01 / 实验目标与教学组织

面向新能源科学与工程、智慧能源工程、储能科学与工程专业,依托《新能源综合实训》,学习风光储荷微电网的配置、调试与运行分析。

6 h认知学习与方案设计
18 h场景模拟与重复训练
6 h综合考核与对照分析
  • 绘制微电网主接线图,解释功率平衡、SOC约束与并离网条件。
  • 说明BMS、PCS、PLC的功能关系,完成接线、通信与联锁校验。
  • 设置风光、负荷或故障工况,比较不少于两种调度方案,形成有证据的结论。
  • 核验AI建议,说明采纳或拒绝的理由,保持个人记录与独立判断。

02 / 安全与实验准备

先识读任务与主接线图,再确认设备初始状态、隔离和急停条件。核对电压等级、极性、相序、功率限值与SOC范围;按操作票完成逐项检查。

  • 虚拟训练也需遵循电气安全顺序。保护条件未满足时,不得绕过联锁。
  • BMS承担电池状态监测与保护,PCS承担主功率变换,PLC组织控制与联锁。
  • 记录首次操作、错误原因、修改参数与验证结果,避免只保存最终正确截图。
  • 本网页不连接实物设备。虚拟实验的结果不能直接作为现场带电操作依据。

03 / 基本原理与模型边界

P_PV + P_WT + P_BESS + P_GRID = P_LOAD + P_LOSS统一功率正方向:储能放电为正、充电为负;主网购电为正、上网为负。各项采用相同单位。

并网时微电网按约束与主网交换功率;离网时需要具备构网能力的变流器或相应控制单元建立电压与频率参考。切换是否平稳取决于控制、SOC、负荷和同期条件,须通过曲线验证。

预测分析以LWLR为可解释基线,最近48小时可作为滚动输入窗口之一,输出未来24小时预测。按时间顺序划分训练与测试数据,以MAE、RMSE与持续性预测基线作同工况比较,避免使用未来数据。

网页演示采用小时级能量平衡,忽略线路和变流器功率损耗,充放电效率计入SOC;它不计算电压频率、保护暂态与接线正确性。具体假设见演示页“模型假设与指标定义”。

04 / 25步实质性交互任务

展开任务查看目标与评价要点。阅读勾选用于个人学习整理,不代表完成正式系统操作。

安装与光伏配置 / 01–07

01安全隔离与拓扑方案选择

识读任务,选择拓扑并检查隔离、急停和设备初始状态。

评价要点 / 拓扑与隔离2;风险依据1;检查记录1。满分4分。

单轮参考用时:10分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

02光伏组件分选

按负荷与电性能参数选择组件组合,比较容量匹配。

评价要点 / 参数匹配2;选择依据1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:12分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

03组件支架安装

按给定施工条件确定位置、布置与紧固参数。

评价要点 / 定位紧固2;布置依据1;操作规范1。满分4分。

单轮参考用时:15分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

04光伏组件安装

按布局完成组件固定并校核排列及遮挡条件。

评价要点 / 安装匹配2;布局说明1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:15分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

05汇流箱安装

选择安装位置与防护条件,核验连接空间。

评价要点 / 位置防护2;选点依据1;操作规范1。满分4分。

单轮参考用时:10分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

06汇流箱内部接线

按线号连接支路并核验熔断、隔离和保护关系。

评价要点 / 接线正确2;保护解释1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:20分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

07光伏组件接线

完成组件串并联与汇流箱连接,核验电压和极性。

评价要点 / 极性与电压2;串并联依据1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:20分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

储能与控制连接 / 08–11

08蓄电池组接线

按给定容量需求连接电池组,校核电压与极性。

评价要点 / 连接匹配2;容量依据1;安全记录1。满分4分。

单轮参考用时:20分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

09BMS接线与参数核验

连接采集和通信回路,设置并核验允许状态范围。

评价要点 / 采集通信2;参数依据1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:15分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

10PCS接线与参数设置

完成主控回路连接,校核变流方向与功率限值。

评价要点 / 回路与限值2;方向解释1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:20分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

11PLC接线与逻辑校验

核对输入输出点及联锁逻辑,测试允许和禁止操作。

评价要点 / 点位与联锁2;逻辑解释1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:20分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

计量保护与通信 / 12–20

12进线计量仪表接线

连接计量回路并核对功率方向与测量结果。

评价要点 / 计量正确2;方向解释1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:10分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

13保护测控装置接线

核对二次回路与保护参数,验证异常工况响应。

评价要点 / 回路与参数2;保护分析1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:15分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

14储能直流计量接线

连接直流计量回路,校核量程与功率方向。

评价要点 / 量程极性2;数据解释1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:10分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

15太阳能控制器接线

完成光伏控制器连接并校核电压电流范围。

评价要点 / 连接参数2;控制解释1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:15分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

16风机控制器接线

连接风电控制回路并核验保护与功率变化。

评价要点 / 连接保护2;变化解释1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:15分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

17变频器接线与设置

连接回路,设置给定运行参数并观察负荷响应。

评价要点 / 接线参数2;响应解释1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:15分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

18通信连接与地址配置

连接网关、PLC和监控端,配置地址并测试断连。

评价要点 / 配置与连通2;断连诊断1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:10分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

19并网进线回路接线

连接并网回路,校核相序、隔离和保护条件。

评价要点 / 回路条件2;并网依据1;安全记录1。满分4分。

单轮参考用时:15分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

20辅助电源回路接线

连接控制电源,核验电压等级与急停回路。

评价要点 / 供电急停2;安全解释1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:10分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

调试运行与综合决策 / 21–25

21系统供电检查与调试

实施送电前检查及分系统调试,处理异常量测。

评价要点 / 调试正确2;异常诊断1;操作票记录1。满分4分。

单轮参考用时:15分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

22离网运行启动

验证储能可用状态与负荷条件,启动并分析曲线。

评价要点 / 启动与供电2;曲线解释1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:15分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

23并网运行启动

检验同期与保护条件,完成并网并核对功率交换。

评价要点 / 同期与交换2;运行解释1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:15分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

24并离网切换验证

改变负荷或SOC条件,记录切换时间与电压频率变化。

评价要点 / 条件与切换2;扰动分析1;记录规范1。满分4分。

单轮参考用时:15分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

25自主调度与故障处置

比较两种24小时运行策略,核验AI建议并处置故障。

评价要点 / 策略与处置2;对照论证1;证据记录1。满分4分。

单轮参考用时:20分钟。此用时不与30学时简单等同,课程还包括原理学习、重复训练、方案比较与考核。

05 / 评价规则

10%操作 50%报告 25%15%
环节比重评价依据
预习测验10%基础原理、安全与设备知识
交互操作50%25步×4分,原始满分100分后折算
实验报告25%参数依据、对照分析与结论可信度
教师综合评价15%独立解释、AI建议核验与迁移应用

每步4分:任务结果2分,原理依据或故障诊断1分,规范操作与记录1分。关键联锁未满足的危险操作被阻断,本步不得分;整改后按课程规则重试并留痕。AI可以辅助反馈,最终成绩由教师复核。

06 / 实验报告与策略对照

报告应保留相同工况和约束下不少于两种策略的结果,说明运行差异由哪些参数或规则引起。

  1. 任务与配置:主接线图、设备参数、容量配比与安全约束。
  2. 工况与方法:气象或功率输入、负荷、初始SOC、通信与保护状态。
  3. 运行证据:关键操作记录、功率与SOC曲线、异常及纠错记录。
  4. 指标对照:本地风光消纳率、供电满足率、购电量、结束SOC;明确单位和计算口径。
  5. AI建议核验:原建议、引用依据、约束检查、采纳或拒绝理由。
  6. 结论与边界:依据数据说明取舍,区分仿真发现与真实电站可验证的结论。
推荐对照:晴日并网与云遮工况;同一工况下本地消纳优先与并网保留备用;低SOC离网前后;储能通信故障恢复前后。避免同时改变多个变量后直接归因。