利用科研平台开设电力电子技术综合实验的探索摘 要 随着电力电子技术的广泛应用和日益发展，电力电子技术课程的实验教学内容及教学方式需进行改进与探索。在教学创新中，拓展科研平台的单向服务功能，提出基于铅酸蓄电池储能系统的电力电子技术综合实验课程设计，构建先进储能技术工程化应用环境，引导学生深入学习铅酸蓄电池、电池管理系统以及储能变流器等设备的工作原理，掌握系统的运行操作流程，对于电力电子技术在铅酸蓄电池储能系统的微电网应用实现“三面向”的教学目标，即面向一线、面向电力、面向创新。通过该科研平台的教学型转化，避免了传统理论教学中与实际应用联系较 的 ，提 了教学 ， 学生学习 的 了 能力及创新能力。网 ， 原作 http:/www.mm8.pub/ 电力电子技术综合实验 铅酸蓄电池储能系统 教学型转化 “三面向”教学目标 中G642.4 currency1标“A 0 引 铅酸蓄电池储能系统能fi微电网fl网 运行，微电网电、 网运行 能” 发出 功， 实现、fl网的。 在传统教学方中，通 对铅酸蓄电池储能系统要 电池、储能变流器的工作原理进行，教学 较 。 于学生理 ，提 教学 ，利用科研平台开设电力电子技术综合实验，实现“面向一线、面向电力、面向创新”的实验教学创新实 ，在 学生 的 ，能 深 理 实际储能系统 设备的工作原理以及运行 ，能 学生的 能力与创新能力。 1 铅酸蓄电池储能系统科研平台 建 的铅酸蓄电池储能系统科研平台要 以 功能1 功功和功功，”微电网 台 功功和功功 出2V/F功能，微电网fl网运行 ， 电网电、 ，作 电 fi 微电网系统 运行3功能，电网发生 能电网，储能系统 网工作 转入 逆变工作 4 护功能，欠/过 护、过载 护、过热 护以及对 电阻 测和报警功能。 铅酸蓄电池储能系统要包括三 铅酸蓄电池额功30kW、电池管理系统BMS以及50kW双向储能变流器PCS。 ，隔fl变器实现储能变流器与电网之间的电气隔fl， 平台运行及实验操作的安全 。此外， 了使平台能正 工作，方 观察、读取数，还设置了报表查询、数析以及 测单元。 2 电力电子技术综合实验设计 了让学生 加直观、 加深 理 电力电子技术，”科研平台现 功能以及电力电子技术教学 ，设计基于铅酸蓄电池储能系统平台的电力电子技术综合实验，实验内容包括铅酸蓄电池充电操作、放电操作以及电池 操作三 内容。 在进行电力电子技术综合实验之前，”工程应用操作需求，学生实验前准备工作 1运行前观察PCS 示灯 “停机” ，显示“ ”应停止实验操作 2观察储能系统 柜操作面板，确 电池处于正 ，单体端电过低 过 。 2.1铅酸蓄电池充电操作实验 铅酸蓄电池储能系统连接380V市电 ，双向储能变流器对电池进行充电。引导学生学习储能变流器界面的使用与正确操作，了 “充电”工作模式，学习包括流、以及功三种充电模式的工作原理，能设置合理的充电电、电流等运行参数。实验过程中，学生通过电池 柜操作面板，观察电池端电曲线、功曲线以及SOC数值的变化情况。 2.2铅酸蓄电池放电操作实验 铅酸蓄电池储能系统 微电网的一 重要成 ，能补偿新能 发电的功波 ，对微电网内的负荷提供续、 电能。通过实验，引导学生学习利用PCS界面在“模式”中选择“放电”模式，与“充电”模式相 ，掌握流、以及功三种放电模式的工作原理，能合理设置放电电、放电电流等运行参数。实验过程中，学生通过电池 柜的操作面板，观察电池端电曲线、功曲线以及SOC数值的变化情况。 2.3铅酸蓄电池 操作实验 铅酸蓄电池管理系统对电池电、内阻、SOC以及温等参数进行实 测。通过电池 柜面板，学生通过观察、记录系统运行参数，学习判断铅酸蓄电池的运行 况。 了 学生应对 的实 能力，在实验中设置典型 ，让学生学习相应的 决方 1对铅酸蓄电池进行充放电 ，PCS操作面板中 显示工作 铅酸蓄电池 柜显示“开路”。此 ，引导学生先观察铅酸蓄电池 柜中电池总端电数值，由于PCS系统要求储能变流器直流侧即蓄电池总端电最小值 450V。因此，实际值低于450V ，PCS完成对电池的充放电操作。 决方训练应用充电机，对铅酸蓄电池进行充电，直到端电 于450V ，再尝试通过PCS对电池进行充电。 2在进行充放电实验过程中，PCS突然停止工作，操作面板显示“ ” “停机”。此 ，引导学生先 转第30页上接第17页观察铅酸蓄电池 柜的显示 ，若电池运行正 确 PCS出现 。 决方训练储能变流器开 管会由于过电流导致器 护装置 作。因此在PCS断电情况 ，使用万用表测量每 开 管两端的熔断器，若万用表显示穷大阻值，需 该熔断器。 3 结语 在传统教学过程中，学生对电力电子理论知理 困难。通过铅酸蓄电池储能系统实验平台， 用合理的教学方式，以提 教学质量方 学生理 。 ，以利用在实验过程中的实际波形以及出现的问题，拓宽教学知范 ，在理论知的基 上开拓学生的 界、提 学习 ， 学生 决问题的 、 能力以及创新能力，实现“三面向”实 教学目标。 参 currency1 1 连平， . 发电实验设计探 J.电气电子教学学报，2008，30795-98. 2 元， ， ，等. 酸对 式铅酸蓄电池 能的 J.电 技术，2003，273189-193. 3 .“电子系统综合设计”实验课程的教学J.电气电子教学学报，2012，34654-57.4 ， 录， .铅酸蓄电池 充电装置与实验研J.电技术，2014，341246-49. 5 ，.基于dsPACE的铅酸蓄电池SOCcurrency1计J.电力电子技术，2011，45581-84.