融创教学平台是一款全方位、多功能的在线学习管理系统，旨在为教育工作者和学生提供便捷、高效的教学与学习体验。平台支持课程管理、督导巡课、资源共享、在线测评、学业分析等多种功能，致力于提升教学质量与学习效果。

成果简介：本课题是运用控制技术、计算机网络技术，建立了一个良好的研究开发与实验平台，使高校的科学研究能上一个新台阶。为提高研究生（包括硕士、博士生）的创新能力，提供了实验环境。 项目来源：学校和教育部共同资助 技术领域：电子信息 应用范围：远程控制、自动化远程教学 现状特点：建立了一套具有国际先进水平的远程控制平台，在满足教学研究 的基础上，促进科研的发展。 技术创新：Matlab 平台下的远程可上传控制算法

远程实时数据复制系统属于高可靠性软件，它在操作系统内核的磁盘 管理器中嵌入远程、实时数据复制机制和灾难恢复机制，实现用户数据 的动态实时复制和灾难恢复，从而提高计算机系统的数据容灾能力。 特 点： 1. 在WAN和LAN环境内，可以通过IP网络将数据复制到8个远端；

本科研成果可广泛用于自动采集电能表，气表，水表，温度表等的实时数据，并将这些表的数据通过有限通讯和无限通讯设施传送到远方管理部门的微机。在微机中可以实时显示各种数据及图表等，这不但极大的节约了人力和物力。而且非常有利于科学和规范管理。在工农业生产和人们的日常生活中有广泛的应用前景。

医学院、教学医院里的临床技能实训中心用于整个中心信息化管理、人员管理、财产管理、教学活动管理、考核管理等。对整个中心数据进行采集、分析、处理等。

        LGH-DQ01A型 工业机器人自动化综合实训平台主要用于工业机器人电气系统、气动系统的设计、安装、调试、维护维修；工业机器人PLC编程；工业机器人变频、伺服系统的参数调整与编程控制；工业机器人传感器的检测与应用；人机界面编程与应用。         工业机器人自动化综合实训平台为模块化开放式设计结构，主模块可作为独立的实训系统单独使用，也可通过标准接口与电工实操、电气控制、气动控制、伺服步进、传感检测、机械拆装等子模块组合，构成不同功能的自动化控制实训项目。各种电气元器件、机械构部件、系统运行状态具有直观性，功能具有可扩展性，应用具有安全性。工业机器人自动化综合实训平台可用于自动化电气部件、气动部件、伺服电机、步进电机、变频器、传感器、可编程控制器、触摸屏等工业控制系统中最常用的设备的安装、接线、调试，可开展自动化相关控制技术的实训。 一、技术参数 1.单相 AC 220V±10% 50 Hz； 2.整机功耗：≤ 3kW； 3.环境温度：-10～40 ℃； 4.环境湿度：≤90%（25℃）； 5.安全保护措施：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国家标准； 6.外形尺寸（长宽高）：1800×1200×1500mm。 二、主要配置 序号 名称 主要技术指标 数量 单位 1 主模块（PLC、变频、触摸屏） 钣金喷塑台架，1600X800X1200配脚轮。 输入电源:三相AC380V±10%； 整体功率：<0.6kVA； 气源压力：≥0.4MPa； 工作温度：-5ºC～+40ºC； 工作湿度85%（25ºC）； 整机重量：≤120Kg 由三菱FX3U-48MT，三菱变频器，三相异步电机，7寸触摸屏，三菱cclink通讯模块，台式电脑（自配）、按钮盒等组成 1 套 2 电气控制模块 由交流接触器，继电器，控制按钮，网孔板等组成 1 套 3 气动模块 由2只执行气缸，2个电磁阀，1个调压表，磁开关，网孔板等组成 1 套 4 伺服步进模块 由伺服电机，丝杆，步进电机，网孔板等组成 1 套 5 传感器模块 由电感式接近、电容式接近、光电、光纤、温度、霍尔、磁性、光幕等传感器，网孔板等组成 1 套 6 机械拆装模块 上料模块、下料模块、输送线模块 1 套 7 常用工具 大小一字十字螺丝刀、电工刀、压线钳、剥线钳、电烙铁、焊锡丝、斜口钳、电工胶布、试电笔等 1 套 8 信号线 编程线、触摸屏下载线、触摸屏与PLC通讯线 1 套 三、实训项目 1、基础实训项目： （1）低压电器选型实训 （2）配电工艺实训 （3）点动、长动等控制线路的安装实训 （4）正反转控制线路的安装与调试实训 （5）顺序控制线路的安装与调试实训 （6）降压启动控制路的安装与调试实训 （7）自动往返控制线路的安装、调试实训 （8）PLC编程方法训练实训 （9）PLC指令训练实训 （10）PLC控制电机训练实训 （11）PLC控制变频器训练实训 （12）PLC采集传感器信号训练实训 （13）PLC控制气动装置训练实训 （14）PLC对电机速度控制训练实训 （15）PLC 1:1通讯实训 （16）PLC N:N通讯实训 （17）触摸屏页面设计实训 （18）触摸屏参数设置实训 （19）PLC与触摸屏通讯实训 （20）变频器选型实训 （21）变频器控制线路设计实训 （22）变频器参数设置实训 （23）变频器点动、正转、反转控制实训 （24）变频器7段数控制实训 （25）变频器15段数控制实训 （26）变频器与PLC通讯实训 （27）变频器与触摸屏通讯实训 2、气动实训项目： （1）PLC控制气动系统完成模拟钻床上钻孔动作实训 （2）气动实训系统中搭建自动开关门装置时实训 （3）气动实训系统中搭建气缸给进系统实训 （4）用PLC完成双缸动作回路控制实训 （5）用PLC控制气动系统完成某家具试验机的设计实训 3、传感器模块实训项目： （1）电感式接近传感器应用实训 （2）电容式接近传感器应用实训 （3）光电传感器应用实训 （4）光纤传感器应用实训 （5）温度传感器应用实训 （6）霍尔传感器应用实训 （7）磁性传感器应用实训 （8）光幕传感器应用实训 4、伺服步进模块实训项目： （1）步进电机驱动选型实训 （2）步进参数设置实训 （3）步进电机控制线路设计实训 （4）步进电机控制程序设计实训 （5）伺服电机与驱动选型实训 （6）伺服参数设置实训 （7）伺服电机控制线路设计实训 （8）定位控制实训 （9）转矩控制实训 （10）速度控制实训 5、机械拆装模块实训项目 （1）上料模块拆卸 （2）下料模块拆卸 （3）输送线模块拆卸 （4）输送线模块装配与调试 （5）下料模块装配 （6）上料模块装配

https://www.shjcedu.com  上海计呈教学设备13636618907                                                                                    GCDX-02B工厂供电综合自动化实训系统                                       概 述 现代化工厂（特别是大型企业）供电负荷密度大，供电方式复杂，可靠性要求高，电能质量要求严格，还要求考虑更高的灵活性，以适应供电负荷不断增加和供电网络升级的需要。针对这种情况，将综合自动化技术融入到工厂供电系统中已成为一种必然趋势和发展方向。 “SYGDX-02工厂供电综合自动化实训系统”正是依据高职高专《工厂电器与供电》、《电气设备及运行维护》、《供配电技术》、《供用电网络继电保护》、《配电系统自动化》和《配电网自动化技术》等课程的实训教学要求，结合工厂供电系统的实际应用和发展而设计的综合型实训系统。 特 点 全面性：清楚地反映典型工厂供电系统的一次和二次部分，综合采用多种工厂供电实际应用的电气设备。能够实现工厂供电系统的受电、输送、分配、控制、保护等实践技能训练要求； 先进性：综合微机继电保护、电量计量、PLC和工控组态等微机职能检测控制的相关技术，采用分层分布式控制方式，组建成集控制、保护、测量和信号为一体的综合自动化实验平台； 实用性：系统结构清晰，运行灵活，操作可靠。 技术性能 输入电源：三相四线 AC380V±10% 50±2%Hz； 整机容量：≤3kVA； 实训台采用铁质亚光密纹喷塑，铝质面板； RS-485和以太网两种通讯接口；标准MODBUS通讯协议； 微机保护装置测量元件精度：刻度误差：不大于1%；测量电流：0.2级；母线电压：0.2级；输出精度：0.2级；频率：0.01Hz；P、Q、COSΦ；0.5级；通讯分辨率：不大于1ms。 实训系统由供配电系统主接线模拟屏、计量柜、控制柜、监控软件等四部分构成。 实训系统能模拟中型工厂的供配电系统，采用控制屏结构，一次主接线印于铝面板上。由35 kV，10kV，两个不同的电压等级构成 ，整个系统有两路35kV进线，其中一路正常供电，另一路作为备用，通过备自投自动切换;35kV母线出线有两路分支，一路送其他分厂，一路经总降变降压为10kV母线的进线电源1供本地使用；为了保证供电可靠性，另加一路电源作为10kV母线的进线电源2。进线电源1和进线电源2互为暗备用，分别给10kVⅠ段母线和10kVⅡ段母线供电，两者也可通过备自投自动切换。为了保证一次线路供电的可靠性，配置了微机备自投，微机线路和微机变压器保护；为了保证高压电动机的稳定运行，配置了高压电动机保护；为了提高用电质量，配置了无功补偿装置；为了实现自动化控制，配置了PC机和PLC控制器，实现了整个系统的“四遥”功能。 计量柜包括：三只指针式交流电压表（精度1.0级，量程：0～500V）；三只指针式交流电流表（精度1.0级，量程：0～5A）；指针式三相有功功率表和三相无功功率表各一只；电子式有功无功组合电能表（1只）：测量电流：0.2级；母线电压：0.2级；输出精度：0.2级；频率：0.01HZ；P、Q、COSΦ；0.5级；通讯分辨率：不大于1ms；三相智能采集模块（1只）：测量精度：电流、电压0.2％，其他电量0.5％；带RS-485通信接口；数字式电秒表（1只）：测量范围0.0001S-9999.9S，测量误差≤±5×10-5×量程±1个尾数字，有连续和触动两种功能。适应空触点或5V-250V正极性电信号。连续性手动复零，触动性即可手动复零，也可随测量信号自动复零。 控制柜包括：微机线路保护装置（1只）；微机电动机保护装置（1只）；微机变压器保护装置（1只）；无功补偿装置（1只）；微机备自投装置（1只）。 采用32位处理器，16位AD采样，主要元件全部采用进口器件，保证了装置电气设计上的高可靠性，产品通过了严格的型式试验和电磁兼容测试，保证了产品在恶劣环境下的适应能力和可靠性。 针对35kV及以下主变压器、配电系统馈线、电容器、电动机、变压器和备自投等而设计。除了具有完善的保护功能外，还具有对设备的电气量的测量功能及对设备的可编程控制功能，具有通讯接口，能够通过现场总线将数据和信息传送至上位机（监控、调度计算机），同时接受上位机的分、合闸等控制命令。 采用一体化型材机箱，安装方便灵活，适用于固定式及混合式的柜型，也可集中组屏安装。 具有多路开关量输入和输出，可根据用户需求在标准版本上扩充开入和开出，所有的开入均为交直流两用。 交直流两用操作回路，自适应5～5A开关跳合闸电流；操作回路配置了防跳回路。 配置工业级宽温型160×160点阵液晶，全中文操作菜单及事故报文显示。 面板上显示设备的实时信息，监视设备的运行工况，如：电流、电压、功率，开关位置等等，并有完善的预告、告警功能。 具有故障录波功能，可分别记录保护启动前、保护动作前各两周波，保护启动后、保护动作后各八个周波。 ★装置具有模拟产生标准4相电压3相电流，方便地进行各种组合输出进行各种类型保护试验。每相电压可设置200V，精度:误差＜0.01V；电流三相可输出200A，精度:误差＜0.01A。相位范围: 360º，精度:误差＜0.1º； 分辨率: 0.01º。可模拟微机测控装置在各运行工况下采样值，如：停运、正常、故障等工况下电参量，在各工况状态下自动切换所设定值，配合装置正确投切一次设备。 具有 1 个标准的 RS485 通讯接口(Modbus RTU 通讯协议)， 两路以太网通讯（IEC60870-5-103通讯规约）。 整机静态功耗小于10W。 高抗干扰性，通过10项电磁兼容认证（快速瞬变、静电放电、浪涌抗干扰等）。 上位机得监控软件，监控主机与现场智能设备采用RS485总线，Modbus-RTU协议构建底层监控网络。主要实现以下功能：1、对供配电一次系统进行组态，实时显示主接线的变化；2、实时采集、显示、存储各类电量参数；3、对采集的各种电量量可生成实时和历史曲线和报表，以利于实验者比较、分析实验数据；4、监视各断路器位置、保护动作出口状态；能够控制输电线路断路器的跳/合闸；5、根据采集的母线电量实现对电压、无功的自动调整。 PLC采用西门子PLC主机。 实训项目 工厂供电电气接线图的认知 工厂供电一次电气接线模拟图的认知 工厂供电二次控制回路接线及信号回路实训 电压和电流互感器的接线方法 工厂供电倒闸操作 工厂自动装置实训 备用电源自动投入装置参数整定操作 备用电源自动投入 无功补偿装置参数整定操作 无功自动补偿功能 备投投入条件测试 进线备投（明备用）及自适应 母联备投（暗备用）及自适应 无功补偿装置认知 手动/自动功率因数补偿 线路无功控制 VQC电压无功控制 工厂高压线路的微机继电保护 模拟系统短路 微机线路保护装置参数整定操作 无时限电流速断保护 带时限电流速断保护 定时限过电流保护 ★方向过电流保护 过电流三相一次重合闸保护 反时限过电流保护 电流电压连锁保护 零序电流保护 零序电压保护 高压电动机的继电保护 变频器参数整定操作 变频器的开环调速实训 三相异步电动机的启动方式 微机电动机保护装置参数整定操作 高压电动机的速断保护 高压电动机躲过启动电流速断保护 ★高压电动机的负序过电流保护 高压电动机堵转保护 高压电动机的反时限过流保护 高压电动机过电压保护 高压电动机欠电压保护 高压电动机零序过电流保护 变压器微机继电保护 变压器过流保护 变压器反时限过流保护 变压器过负荷保护 变压器零序过流保护 变压器零序电压保护 变压器低电压保护 变压器瓦斯、超温等非电量保护 整体监控及综合自动化 SCADA监控 线路故障定位、报警及切除 电能曲线分析及报表 配置清单 序号 设备名称 型号 单位 数量 备注 1 带灯按钮 直径16，长方形头 24V红 个 13   2 带灯按钮 直径16，长方形头 24V绿 个 13   3 按钮开关 直径16，圆头 红 点动 个 1   4 按钮开关 直径16，圆头 绿 点动 个 1 　 5 指示灯 直径16，圆头 红，24V 个 2 　 6 指示灯 直径16，圆头 黄，220V 个 1 　 7 指示灯 直径16，圆头 绿，220V 个 6 　 8 指示灯 直径16，圆头 红，220V 个 1 　 9 按钮开关 直径22，带自锁、红 个 4 　 10 漏电开关 DZ47LE32 16A 3P+N 个 1 　 11 空气开关 2P 个 1 　 12 保险座 5×20 含6A保险 个 4 　 13 组合开关 LW8-10 2档 0/1  3节 个 8 　 14 旋钮开关 直径16，黑色，带自锁 个 4 　 15 旋钮开关 直径22，带自锁、带灯24V，红 个 14   16 中间继电器 透明14脚，带灯，24V 个 100   17 交流接触器 CJX2-0910  220V 个 13   18 电压表 6L2 450V 个 1   19 电流表 6L2 10A 个 3   20 频率表 6L2  100V 5A 个 1   21 功率因数表 6L2  100V 5A 个 1   22 有功功率表 6L2  100V 5A 个 1   23 无功功率表 6L2  100V 5A 个 1   24 电压表 6L2 量程40KV 100V对应35KV 个 2   25 电压表 6L2 量程12KV 100V对应10KV 个 2   26 电压表 6L2 量程12KV 220V对应10KV 个 1   27 三相有功电能表 DT862 3×57.7/100V 3×1.5(6A)A 个 1   28 三相无功电能表 DX863  3×100V 3×1.5(6A)A 个 1   29 电子式三相电能表 DTS196 3×57.7/100V 3×1.5(6A)A 个 1   30 多功能智能仪表 100V 5A 开孔尺寸88×88 个 1 　 31 电秒表 417B   开孔尺寸90×45 个 1 　 32 万能转换开关 LW8-10 4档 0/UAB/UBC/UAC 个 5 　 33 电流互感器 一次穿心5:5 个 57 　 34 珐琅管电阻 50欧姆300W 个 20 　 35 触摸屏 7吋昆仑通态 个 1 含下载线、PLC通讯线 36 无功功率补偿仪 4路 个 1 　 37 PLC   套 1 含编程电缆 38 PLC扩展模块   台 1 　 39 三相调压器 3KW 个 1 　 40 三相干式变压器 3KW 个 1 　 41 变频器 D720 0.4KW 　 1 　 42 励磁电源 0-30V 套 1   43 三相异步电机 　 台 1   44 三相同步发电机 　 台 1   45 直流开关电源 DC220V  2A 个 1 　 46 微机保护 备自投、线路、电动机、变压器微机保护 台 各1 　 47 接线柱 安全性 个 若干 　 六、变电站监控软件 1、概述 电力综合自动化监控系统支持基于多种通讯方式的分布式体系结构，采用对象化的设备描述方法，系统的描述由传统的面向远动的数据列表方式变为层次方式，对象层次可以任意嵌套，能够更直观更方便地反映电力系统的构成。 采用跨平台设计，支持多种操作系统：   采用 Mysql 为主数据库， 按画面管理、数据管理与在线运行的模块设计：   2、 功能特性1） 多国语言◆ 支持多国语言显示，中文简体、 中文繁体与英文◆ 支持多国语言动态切换， 多数模块在切换语言后无须重启软件即可生效2） 语音报警◆ 支持媒体文件提示◆ 支持 TTS 文字转语音， 支持事件提示与五防操作提示3） 图元展示◆ 支持多种显示方式，饼状图、 柱状图、 仪表盘、 温度计、 图片与动画等◆ 支持一键将图元数据推送显示到曲线◆ 支持所有类型图元实现操作属性配置◆ 支持显示公式计算值◆ 支持智能关联，数据库增加删除数据后不影响已关联图元◆ 支持通过设备管理显示所有设备所有数据4） 曲线展示◆ 支持显示实时曲线，显示时段范围 5 分钟到 60 分钟可选◆ 支持显示历史曲线，显示数据类型日月年最大最小平均值累计值等统计类可选◆ 支持显示大量数据，支持同一数据多个不同时段值同时对比显示◆ 支持将历史曲线所显示的数据导出到 excel 中◆ 支持曲线坐标范围根据数据数值自适应 ◆ 支持用户新增与编辑收藏曲线， 支持一键显示用户收藏曲线5）报表展示◆ 支持根据数据生成报表和通过图元自定义报表◆ 支持将报表数据导出到 excel 中◆ 支持将报表数据显示到曲线6） 事件查询◆ 支持按设备查询事件◆ 支持用关键字搜索事件◆ 支持以事件类型检索事件◆ 支持将事件导出到 excel 中◆ 支持事件逐条确认与全部确认◆ 支持事件标注高亮显示7） 五防闭锁◆ 支持自定义五防逻辑，支持遥信遥测及公式作为逻辑闭锁条件◆ 支持多种运行模式，支持禁用五防闭锁或严格五防闭锁◆ 支持五防开票与预演◆ 支持五防操作语音提示8） 定值操作◆ 支持定值的读取与修改◆ 支持压板读取与修改◆ 支持运行区号的读取与修改9） 设备接入◆ 支持多种协议接入，南自 103、 标准 104、 自定义 Modbus、 GPS 对时规约等◆ 支持自定义 Modbus 的配置◆ 支持通过公式实现遥信合并与遥测数据统计◆ 采用规约系数与变比分离设计◆ 支持导入南思监控系统格式设备模板◆ 支持与系统剪切板多行复制粘贴交互10） 数据转发◆ 支持多种转发协议◆ 支持转发协议遥控遥调   3、运行图例 1） 画面管理  2）数据管理  3）在线运行主接线图   4）饼图与棒图      5）历史曲线与实时曲线  6）仪表盘与年报  7）日报与月报   8）设备管理实时数据   9）设备管理实时曲线    10）设备管理历史曲线      11）设备管理运行日志   12）日志查询        15）运行日志窗口  16） 保护告警窗口   17）五防操作窗口   18）五防逻辑编程   

DS-RT-AE具有数控车床组成原理、调试、PLC、参数设置、故障诊断、维修、编程、机械装调等综合培训功能。由数控实验台、机构演示台、机床电气柜等组成。 电控实验台由数控系统、主轴变频、交流伺服驱动、刀库控制、输入/输出（I/O）、强电控制、电源、故障设置等模块组成，一台数控机床的电控系统每一主要环节都在电控调试箱上分解展示，其信号均能显示并可测量；可自行接线、调试；故障设置模块可设数十个故障点，故障可明设置（训练之用）和暗设置（考核之用），并能显示故障数量。 DS-RT-AE机构演示台由X/Z双轴二维运动平台、主轴电机及编码器、四工位电动刀架等模块组成。 二维运动平台采用滚动线性导轨、滚珠丝杠，均有双向超程、回零等功能，配有电控彩笔，可画出双轴联动的实际轨迹；主轴电机由变频器控制实现无级变速，并通过齿形带与编码器相联。工业用的四工位电动刀架实现抬起、转位、落下、锁紧等动作控制。 机床电气柜则与工业用数控机床的控制电柜一致，可进行电路设计、电气元器件安装、接线、调试等实训，电气板可更换，便于学生分组进行实际技能的训练。电气板上配有模拟驱动器和模拟变频器，训练更逼真，且保护器件，降低成本。机构演示台由电控实验台和机床电气柜双路并联控制。 　智能化故障诊断考核系统由故障控制箱、PC机（自备）、考核软件等组成，在PC机上可对设备故障进行设置、诊断、排除等操作训练，并具有考试、自动判分、成绩记录等功能。该系统为独立模块，可以选购。

从理论物理学家安德森“more is different”的观点提出以来，人们越来越多地意识到多体系统中可以出现丰富的、与单个粒子性质不同的新物理规律。在二维自由电子系统中，大量相互作用的二维电子构成一个强关联体系。在特定条件下，系统哈密顿算符中的电子间长程库伦相互作用主导了系统的物理性质。这是一个无参数的理论问题，也是一个无法微扰处理的问题。多体问题的复杂和有趣在这里体现得淋漓尽致：携带单位电荷的一群电子可以产生携带小于单位电荷的准粒子。 极低温强磁场中的超高迁移率二维电子气可以出现分数量子霍尔效应。奇数分母的分数量子霍尔态有唯一的基态：复合费米子的整数量子霍尔效应或复合玻色子的玻色爱因斯坦凝聚。单层二维电子气中填充因子为5/2的分数态是罕有的偶数分母态的例子，它可能对应了p波配对的复合费米子，拥有拓扑保护的多简并基态波函数，其准粒子可能服从非阿贝尔统计。5/2态是第一个被认为可以用于拓扑量子计算的实验体系。3/2填充因子处，原有的实验结果和理论框架支持复合费米子海的解释，即不存在3/2分数态，也不应该存在分数量子霍尔平台。图：不同门电压条件下的磁场依赖关系，随着门电压改变局域条件，5/3的量子霍尔平台逐渐演变为令人意外的3/2平台。[Nature Communications 10, 4351 (2019)] 量子材料科学中心于2016年观测到了3/2偶数分母分数量子霍尔平台，该工作于2017年10月投稿，2019年9月26日在线发表于《自然.通讯》（https://doi.org/10.1038/s41467-019-12245-y）。林熙课题组的付海龙（2017年毕业，现为Penn State University校级荣誉Eberly Research Fellow）为此现象的观测者，二维电子气样品由普林斯顿大学L. N. Pfeiffer提供。实验发现，3/2平台的量子化程度高达0.02%，只在二维电子气被局域的特定条件下出现，这意味着带合适边界条件的多体体系可能有与无边界条件时不一样的量子态存在。 当局域结构中形成3/2平台时，局域结构外是5/3分数态，所以1/6量子电导被反射了。1/6的量子电导不属于通常理论框架下的任何边界态，所以它的出现可能预示着新的边界态以及新的准粒子的出现。量子中心的谢心澄老师和他的学生吴宜家对此给出理论分析，提出隧穿强度的变化在局域结构附近引起拓扑相变，从而导致分数电荷的再次量子化。5/3分数态的准粒子携带的电荷是e/3，1/6电导的出现可能是5/3态的准粒子继续1/2量子化的结果，所以理论预言了一个携带e/6分数电荷的新激发。

新型电力系统仿真分析、测试验证。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 随着“双碳目标”国家能源战略的确定和新型电力系统概念的提出，我国能源转型力度持续加大，逐步形成了大量新能源接入电力系统的局面。由于风能、太阳能等新能源与常规能源禀性差别很大，其并网发电系统具有显著不确定性、波动性和机械惯量缺失等特点。此外，高比例电力电子装备、新一代直流输电、多能互补的综合能源、各类大规模储能电站、各种通信及自动化新技术装置等因素使得新型电力系统组成要素愈加复杂，动态特性蕴含诸多未知，造成系统规划设计、装备制造、系统集成和运行控制等都面临史无前例的挑战。目前，电力科研院所、规划设计单位、装备制造厂家、教育培训机构等对新型电力系统开展仿真分析、测试验证的需求很大、很迫切。同时看到，新型电力系统的这些新型场景对仿真技术要求苛刻，门槛很高。 1）新型电力系统需要精细化动态模拟。人们对新型电力系统动态行为的认识还不够深入，无论是基础理论层面还是工程技术层面还处于广泛讨论、观点碰撞或局部示范试验阶段。然而，电力设施的新技术路线试错成本极高，不太可能对所有备选方案和技术选项都逐一示范。因此，开展大量深入的仿真研究是推进新型电力系统实施的必要手段。对于新型电力系统，需要深入开展仿真研究的领域包括：①新型电网体系结构研究；②新能源接入电网关键技术； ③ 新能源电网保护与自动化技术； ④源网荷储协同控制与优化调度；⑤新型配电网的电能质量分析与控制；⑥人工智能等新技术对新型电力系统的支撑。 2）新能源基地并网需要做稳定性评估。大规模陆上及海上风电集中接入局部电网有可能引发次/超同步振荡、宽频谐波谐振等电网安全稳定性问题，需要对这些问题进行机理及应对策略分析。所以需要对包含多类型新能源装备的局部电网做精细化动模仿真测试。然而，百千台级风光机组电磁暂态详细建模与仿真是一个卡脖子难题。 3）软、硬件在环仿真是必要的。新能源及储能电站的电力电子变流器控制及保护策略是厂家核心机密，对外不公开。由于控保策略对装置外特性及其接入系统的响应特性有重要影响，故需要分析内部核心控保策略。需要将新能源及储能控制器实物或黑盒模型接入测试平台开展动模仿真，以对其多时间尺度动态响应特性进行精细化分析。软、硬件在环试验对仿真平台提出了更高要求。 4）超大规模储能电站的仿真难度大。①单个储能机组的设备形态发生改变，从两/三电平变流器向模块化多电平变流器（MMC）的复杂结构演变，甚至采用储能跟变流器集成，故需要对这种复杂新形态做精细化测试验证。②超大规模、超大机组的储能电站包含较多并联储能单元或者储能机组，吉瓦时级储能电站，需上百台机组并联。另外，储能变流器的控制策略正从电流源型向电压源型转变，控制策略趋于复杂化，故需要大量的储能变流器的控制装置接入测试平台，才能对实现对储能单机以及多机之间协调控制性能测试，进而实现超大规模、超大机组的储能电站的精细化仿真。 5）现代直流输电控制与保护测试提出更高要求。超/特高压直流输电系统应用于新能源基地外送的控制保护策略及其硬件在环试验对实时仿真平台硬件资源要求苛刻，既要对直流输电系统建模，又要对新能源基地建模，应用场景的复杂性对仿真平台要求更高。 1 技术分析（创新性、先进性、独占性） 1.1 国产化实时仿真技术现状 实时仿真是指仿真模型执行进度与系统时钟完全同步的一类仿真，具备这种特性的仿真装置称为实时仿真器。新型电力系统的认知、试验、生产、培训需求快速增长，形成了实时仿真领域巨大潜在市场。但目前RTDS、RT-LAB等进口设备依旧垄断市场，对于大规模新能源场站、县域规模万节点级电力系统、多端特高压直流输电等应用场景电磁暂态仿真，所需的仿真资源巨大，平台造价极高。且关键核心技术处于卡脖子状态，平台应用的灵活性和开放性受到很大限制。只有开发和推广国产化实时仿真技术才能为顺利推进新型电力系统建设过程中的研究和生产提供自主可控的工具和手段。 1.2 UREP与进口设备的对比试验  为了实现电力实时仿真器的国产化替代，彻底解决电力实时仿真领域的技术“卡脖子”问题，国产实时仿真器UREP需要与国际主流技术进行对比，力求达到甚至超过目前世界最先进的技术。对标对象为行业公认的电力系统实时仿真仪（RTDS）和行业广泛使用的RTLAB，以上两款设备均为加拿大生产。对比试验方案如图1-1所示。制定标准（典型）测试算例，分别在UREP、RTDS和RTLAB环境下搭建测试算例的仿真模型，在完全相同的测试条件和试验内容下得到各种仿真器的仿真结果，比较仿真结果的一致性。同时比对仿真规模、建模效率和编译时间等关键指标。             图1-1  国产UREP与进口设备对标方案 1.2.1电气网络仿真对比    图1-2表示了一个多支路网络，基于图1-1中三种仿真器搭建该模型，通过不断增加支路数扩大网络规模，直到仿真器过载，得到仿真器的算力极限。         图1-2  多支路电气网络 在50us仿真步长下，对于图1-2案例RTLAB最大仿真规模为78个 三相节点，UREP也为78个 三相节点，二者相同。在编译速度方面，RTLAB编译时间为3分52秒，UREP编译时间为1分12秒，UREP是RTLAB的3.22倍。      图1-3  基于RTDS的仿真模型  当基于RTDS建模时，如图2-5，每块PB5最多允许24个节点；当基于NovaCor建模时，在超大步长150us下可以达到100节点，在50us步长下仿真规模未知。 2.2.2 双馈风机仿真对比   双馈风机含有电机、传动链、电力电子变流器和控制系统，是具有代表性的新能源元件。在在50us仿真步长下，对于如图1-4案例，RTLAB最大仿真规模为6台，UREP也为6台，二者相同。在编译速度方面，RTLAB编译时间为7分0秒，UREP编译时间为2分12秒，UREP是RTLAB的3.18倍。                图1-4  双馈风机测试案例 2.2.3 直流输电仿真对比   直流输电是最复杂的电力电子装备，有换流阀、阀控制器、极控制器、站控制器等一次和二次系统，是实时仿真领域的难点，也是检验仿真器能力的试金石。图1-5是双端单极直流输电系统测试用例，每端包含2个六脉波桥，控制保护包括了阀控、极控和主控模型，封装于蓝色模块内。   图1-5 双端单极直流输电系统测试用例 将图1-5所示算例分别在RTLAB和UREP中建模运行，在单核可用资源下，若仿真对象为电气主系统和控制保护组成的整个系统，则RTLAB过载，UREP也过载。若仿真对象仅为电气主系统（即双侧电源、交直流滤波器和4个6脉波桥），则RTLAB和UREP均不过载。在编译速度方面，RTLAB编译时间为3分40秒，UREP编译时间为1分11秒，UREP是RTLAB的3.10倍。 2.2.4 同步发电机组仿真对比    同步发电机目前仍是电力系统主力电源，是电力系统的主要仿真对象。同步发电机组模型包括同步发电机、调速器、励磁调节器及升压变。搭建多台同步电机并列运行算例，如图1-6所示。   图1-6  同步电机并列运行算例 在50us仿真步长下，对于图1-6案例RTLAB最大仿真规模为11台，UREP为13台。在编译速度方面，RTLAB编译时间为3分51秒，UREP编译时间为1分16秒，UREP是RTLAB的3.04倍。 2.2.5 最小步长对比 基于CPU的最小仿真步长能够体现仿真计算时间的抖动问题，抖动越小，允许的仿真步长就越小。因此，通过比较最小仿真步长，也可以反映仿真器的计算性能。仿真对象采用单台双馈风机，模型包括风力机、绕线异步电机、机侧变流器、网侧变流器、主动系统、所接入的配电网等元素，如图1-7所示。             图1-7  测试最小步长算例 经测试，RTLAB最小仿真步长为24us，UREP最小仿真步长为20us。可见，UREP具有更小的仿真抖动。 2.2.6 仿真精度对比 为了验证国产UREP的仿真精度，采取和RTDS交叉对比验证方法说明UREP的仿真精度。电力系统仿真包括电磁暂态和机电暂态，因此，从电磁暂态和机电暂态两个方面进行对比，同时考虑各种应用场景，以覆盖各种情形。电磁暂态检测案例的电网拓扑如图1-8所示。 图1-8 电磁暂态检测使用案例 无穷大电源电压等级为110kV，频率为50Hz，系统内阻抗为；L1、L3线路阻抗为，L2、L4线路阻抗为， T1、T2两变压器的额定容量均为，短路电压，空载损耗，空载电流，短路损耗，变比，高低压绕组均为Y形联结；假设系统A1、B1、A、B处供电负荷为(5+j1)MVA，C1和C处供电负荷为1+j0.1MVA。UREP建模如图1-9所示。   图1-9 电磁暂态检测案例的UREP仿真模型 基于RTDS建立电磁暂态案例的仿真模型如图1-10所示，其电压过零点短路控制如图1-10所示。   图1-10  RTDS仿真模型   图1-11  RTDS电压过零点短路控制结构 对上述模型，分别使用UREP和RTDS进行实时仿真，仿真时间为0.2s，短路故障发生在0.06s-0.16s之间，仿真步长为100微秒，横轴表示在0.2s时间内仿真采样点数，纵轴表示母线电压、电流，单位分别为V、A。在母线A点处发生三相短路，短路前后及短路期间的三相电压波形如图16-7。为了显示细微之处，将图1-12局部放大后，如图1-13。   图1-12  A点发生三相短路时三相电压波形   图1-13  A点处发生三相短路时三相电压波形局部放大 点划线为RTDS仿真结果，虚线为UREP仿真结果。可以看出，两种仿真结果高度重合，表现出电磁暂态仿真结果的高度一致。电磁暂态过程除了表现在电压动态还表现在电流动态，短路前后及短路期间的三相短路电流波形如图1-14。   图1-14 A点处发生三相短路时三相电流波形 图1-15  A点处发生三相短路时三相电流波形局部放大图 1.3  对标结论 （1）在内核资源完全等同条件下，国产UREP和RTLAB的仿真算力基本相同，即内核授权数相同条件下，具有相同的仿真规模。 （2）国产UREP的建模效率和编译速度远远高于RTLAB。小规模场景下，UREP是RTLAB的3倍左右，大规模场景下UREP是RTLAB的45倍左右。 （3）在仿真对象完全相同的条件下，国产UREP和RTDS的电磁暂态仿真结果完全相同，二者交叉对比没有差别。