实验简介
本实验面向“碳达峰、碳中和”国家战略，聚焦新能源并网下电网调度、电压频率调整、故障处置等核心问题，设计了“电力系统认知->正常状态电网调度->异常状态故障处置”递进式实验环节。本实验将现实中含巨大安全风险、强随机性新能源、强抽象操作的调度操作变得可重复、可分析、可探索，设计了“操作性考核+测试性考核+尝试性考核+创新性考核”实验目标达成度多维评价方法，培养学生高阶学习能力和创新能力，提升学生作为电气人的责任感和使命感。
设计原则
《新能源并网的电力系统调度》虚拟仿真实验项目，有两个关键词：新能源并网和虚拟仿真。项目将现实中难以模拟的多种天气状况对应的新能源发电，以及高电压大电流危险环境下的发电机、变电站等电力装备进行数字建模，可以对抽象的电力系统调度过程进行量化“虚拟调度”，数字化重现调度效果的真实面貌，最终能够将复杂的调度过程以虚拟形象方式展现。学生基于真实江苏电网数据开展实验，面向实际调度的真实操作环境开展实际操作，从电力系统认知到常规调度到故障处置，全面提升对电力系统调度的宏观把控，全面提升学生的工程操作水平和创新能力。
本项目针对电力系统调度实验教学内容复杂且抽象的特征，提出“理论方法教学+虚拟实物仿真+工程实际操作”的实验设计原则，以江苏电网实际数据为蓝本，通过VR仿真技术建构了一个完整的电网调度环境，学生可身临其境般地沉浸在该环境中，体验和认知电网的运行与控制。整个实验分为全面感知模式、基础训练模式和综合设计模式。实验的设计是以电力系统感知为开始（全面感知），学生根据掌握的知识学习和分析调度策略（基础训练），对紧急故障进行正确处置（综合设计），反思调度安全性和经济性的多目标要求，进而对调度策略的合理性、正确性进行验证。
实验目的
本项目内容源于工程实际和科研前沿，经过精心设计，构建出“理论方法教学+虚拟实物仿真+工程实际操作”实验体系，目的是让学生通过“理论方法教学”夯实调度知识，通过“虚拟实物仿真”加强系统感知和知识理解，最终在虚拟真实环境下进行“工程实际操作”提升操作技能和培养创新能力。
通过本虚拟仿真实验，学生可掌握以下知识：
（1）全面感知电力系统中发电厂、输电线路、变电站等重要设备，并对设备出厂参数进行转换计算以满足调度要求；
（2）对新能源发电有更加深刻的认识，理解风力和光伏发电厂出力的影响因素；
（3）全面掌握电力系统电网调度基础理论，从发电侧、输电侧、变电侧、用电侧全方位理解电网调度的具体应用场景；
（4）深刻理解正常状态下电网电压调整策略，把控无功电压耦合特性和局部调整特性，具备工程实际电压调整能力；
（5）深刻理解正常状态电网有功调度策略，把控有功耦合特性和全局调整特性，具备工程实际有功调度能力。
（6）深刻理解异常状态电网故障处置策略，具备工程实际故障处置能力，探究最优故障处置策略。
实验要求
1. 专业与年级要求
本实验项目面向高等学校电气工程及自动化相关专业的学生。相关实验步骤可拓展至发电厂电气继电保护等方向课程的学习。
项目对应的核心知识点与《电能系统基础》课程直接关联，也适用于《电力系统暂态分析》、《发电厂电气原理》、《电力系统暂态分析》、《电机学》等课程的相关知识、能力要求的培养。通常安排在本科2-3年级学习。
2. 基本知识和能力要求
本实验项目要求学生的先修课程包括《电路》、《自动控制原理》、《电力系统继电保护》和《电力系统自动装置原理》及其他基础课程，学生需要具备电力系统的相关基础理论知识并有一定的电气实验操作基础。具体包括：
（1） 学生需掌握电力系统发电机、变压器、线路的稳态模型；
（2） 学生需掌握牛顿拉夫逊法的极坐标潮流模型和算法；
（3） 学生需掌握电力系统电压调整策略，包括发电机调压、变电站分接头调压、无功补偿调压等知识；
（4） 学生需掌握电力系统调频知识，包括发电机增减出力、变电站切负荷等知识；
（5） 学生需具备线路输送极限功率、故障电流工程计算、电力系统暂态稳定等基础知识；
（6） 学生对电力系统优化运行有一定的综合分析和优化能力。
