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光伏电站虚拟仿真实训平台建设方案

发布时间:2023-05-25

编辑人:灵图互动

阅读量:322

光伏电站培训项目因实训场地受限、实训成本高及实训存在安全隐患等因素,导致开展难度非常大。而虚拟仿真实训在降低实训场地限制、解决实训成本过高、降低实训操作危险性等方面具有很大的优势。故,将虚拟仿真技术用于光伏电站实训教学中,可以有效解决上述难题。

光伏电站虚拟仿真实训平台基于光伏电站设计、施工和运维等内容,融合计算机技术、信息技术、人机交互技术和多媒体技术,将实训场景、设备、工具等虚拟化并以3D图像显示出来,向培训人员展现一个虚拟的3D光伏电站踏勘、设计、建设和运行维护的全过程,学生通过计算机可以在虚拟的实训场景中漫游,并操作虚拟的实训设备,完成实训任务,激发学习积极性,提高实训教学效果,以实现对其专业知识的传授和专业素质的培养。

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1. 光伏电站虚拟仿真实训平台的建设内容及实施

1.1 光伏电站虚拟仿真实训平台建设内容

光伏电站虚拟仿真实训平台的操作界面简洁美观,学生无需特别训练即可熟悉使用相关操作。对于场景中的关键三维模型,学生可以进行旋转和缩放以便从不同角度进行观察。场景中的工具操作、物品互动、参数设置等都可以通过简单的鼠标、键盘操作实现。

光伏电站虚拟仿真实训平台可基于光伏电站企业真实工作全流程,可完成熟悉工作流程、现场勘查、初步设计、施工安装及电站运维等5个实训项目。且每个实训项目又由若干个细分实训任务组成,通过实训任务的开展可帮助学生掌握相关的专业知识和技能。

1.1.1 熟悉工作流程

(1)项目工作流程了解

(2)领取工程任务,了解项目信息

(3)建立项目档案

1.1.2 现场踏勘

(1)项目踏勘前准备

(2)项目选址基本要点测试

(3)周边遮挡物评测

(4)并网条件评估

(5)踏勘信息汇总

1.1.3 初步设计

(1)太阳能资源分析

(2)场址阴影遮挡分析

(3)关键设备选型

(4)电站初步设计

1.1.4 施工安装

(1)开工前准备

(2)设备进场

(3)土建工程施工

(4)安装工程施工

(5)设备和系统调试

(6)施工常见不规范操作及问题识别

1.1.5 电站运维

(1)认识光伏电站管理制度及相关

(2)认识光伏电站运维人员岗位技能及资格要求

(3)电站易耗品及备品备件管理

(4)光伏电站巡检

(5)光伏电站设备维护及消缺

光伏电站虚拟仿真实训平台建设内容

1.2 虚拟仿真实训平台的实施

光伏电站虚拟仿真实训平台同时支持PC与VR两种应用方式。用户登陆光伏电站虚拟仿真实训平台界面后,可以通过键盘或鼠标进行操作。每个3D场景都会有一套UI(用户界面)系统,提供用户最常用的功能,如查看当前实训任务列表,快速切换实训位置地点,查看帮助信息等。

同时,用户可以根据需要选择练习模式或是实训模式。其中练习模式可以让用户随意在所有场景中漫游、练习使用仪器设备,这适合平时的单个实训任务教学;而实训模式则必须按照分配的任务进行,用户不能随意切换位置或场景,必须完成了当前任务才能进行下一步操作,这适合实训考核过程以检验学生的学习效果。

当用户选择了实训模式后,进入任务系统界面。任务系统作为实训软件的核心组件,它管理和控制着整个实训的操作流程,包括顶部当前任务提示框、任务列表、角色与电脑互动、控制设备运行、组装与拆解等.当学生完成某一实训任务后,可以在任务列表中查看到,光伏电站实训过程中需要使用到一些工具,例如在光伏电站现场勘查中需要使用卷尺、指南针等测量工具,因此,在虚拟仿真实训平台的工具系统栏中显示了在场景中拿取到的物品、工具等,当物品图标填满背包栏时可拖动底部滑条搜索要使用的物品工具。

2. 虚拟仿真实训平台的功能

该虚拟仿真实训平台分为学习、实训和考核3大功能模块。

2.1 学习模块

学习模块的功能是让学生学习光伏电站从踏勘到运维全过程的相关知识,其包括对不同类型建设场址识别、气象资源评估、阴影分析、设备选型、基本的电流电压匹配、安装角度计算和选择、安装施工关键知识点、光伏电站日常维护及故障处理、基本检测设备运用等。整个教学过程都会由技术工程师、施工现场技术负责人、电站站长等虚拟角色带领学生人物到达指定的位置进行讲解介绍,每一个教学互动环节都有明确的图画指示标志指引学生进行相关的操作,同时还有详细的帮助提示文本指导学生进行学习,提示文本参考资料包括相关教材、标准规范等。在学习过程中,对于特别重要的知识点虚拟角色人物还会通过提问的形式检查学生是否掌握该知识点,如果学生回答错误,虚拟角色人物会要求学生重新学习该知识点直到学生能给出正确的答案为止。

2.2 实训模块

实训模块功能是让学生熟悉光伏电站的真实环境,以及在真实设计施工和运维过程中遇到的事件。在该模式中,学生控制的人物可以在不同阶段的场景中自由走动和观察,也可以通过与各方面负责人对话选择相应的工作阶段和场景进行操作。在进行各阶段工作的过程中,学生可以通过提示框获取下一步如何做的详细提示。

虚拟仿真实训平台的功能

2.3 考核模块

考核模块的功能是考核学生对各个知识点的掌握情况,系统会随机安排事件发生的顺序,通过虚拟人物发布任务和提问的方式要求学生进行各阶段工作的关键操作并回答相关的重要知识点问题。这个过程中不会有任何的帮助提示,如果学生回答错误或进行错误的操作,系统弹出出错对话框告诉其正确答案或正确操作方法并扣分。最后根据完成的时间和扣分情况给出综合评分并作出评价。

光伏电站虚拟仿真实训平台依托光伏电站企业真实工作全流程(光伏电站设计、施工和运维)进行设计和制作,平台上虚拟仿真实训的操作流程与实际光伏电站项目设计开发流程一致,具有很强的工程示范价值。不仅提高了学生的学习兴趣,而且有效地提高了光伏电站设计、施工和运维课程的实训教学水平。

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