储能系统综合实训设备

储能系统综合实训设备设备配置：部署10套模块化储能系统（含锂电、液流电池双技术路线）、1套电网模拟装置（0-400V可调）、20台高精度测试仪器（充放电循环效率≥95%）。

安全标准：符合GB/T 36276-2018《电力储能用锂离子电池》安全规范，配置三级防护体系（绝缘监测、熔断保护、气体灭火）。

数字化支撑：集成数字孪生系统，实现设备状态实时监控（数据采样率1kHz）、历史数据追溯（存储周期≥2年）。

第二章 可开展的实验项目

2.1 基础技能训练实验

2.1.1 储能系统集成实验

实验1：电池簇串联配置与绝缘测试
学生需完成4组磷酸铁锂电池（3.2V/100Ah）的串联组装，使用绝缘电阻测试仪（量程0-1000MΩ）检测极柱对壳绝缘电阻（目标值≥500MΩ），对不合格电池簇进行漏电定位（误差≤±5cm）。

实验2：PCS并离网模式切换
在模拟电网（电压220V±10%、频率50Hz±0.5Hz）环境下，操作储能变流器完成并网至离网的无缝切换，记录切换时间（目标＜20ms）与负载波动范围（电压变化＜5%）。

2.1.2 能量管理实验

实验3：峰谷套利策略验证
设定分时电价模型（峰段1.2元/kWh、谷段0.3元/kWh），通过EMS制定充放电计划（SOC维持20-90%），计算日收益（目标≥200元/MWh）与电池衰减成本（循环次数≥6000次）。

实验4：微电网频率支撑
模拟电网频率跌落至49.2Hz，触发储能系统调频模式（下垂系数0.5-5%可调），验证功率响应时间（目标＜200ms）与频率恢复精度（目标±0.05Hz）。

2.2 高阶综合实验

2.2.1 多能互补系统集成

实验5：光储充一体化系统调度
集成光伏模拟器（最大功率10kW）、储能系统（50kWh）、直流快充桩（60kW），设计能量路由策略（光伏优先自消纳、余电存储），实现充电桩利用率提升30%（目标≥8小时/天）。

2.2.2 故障诊断与应急处理

实验6：电池组一致性修复
人为设置单体电压差异（最大偏差＞300mV），指导学生使用主动均衡模块（均衡电流5A）进行容量校准，目标电压极差＜50mV，修复时间≤15分钟。

实验7：PCS IGBT故障排查
模拟IGBT过热（结温＞150℃）导致降额运行，通过热成像仪定位故障模块，更换损坏器件后重新测试输出波形（THD＜3%），记录维修工时与备件成本。

第三章 对学生实操与教师教学的价值

3.1 学生能力提升路径

3.1.1 技能进阶体系

认知层：通过虚拟拆解储能系统三维模型，识别BMS、PCS、消防单元等关键部件功能，完成结构认知考核。

基础层：按作业指导书完成电池组串并联、通讯线缆连接（Modbus RTU地址配置正确率100%）。

应用层：处理复杂工况（如电网电压骤升10%时储能系统反孤岛保护动作），生成符合国标的运行日志（数据字段完整率100%）。

创新层：设计混合储能系统（锂电+超级电容）控制策略，优化动态响应速度（目标＜50ms）与循环寿命（提升≥20%）。

认证层：通过人社部“储能系统工程师"认证，获得高压电工操作证、BMS调试员等职业资格。

3.1.2 职业素养培养

严格执行操作规范：

接触高压设备前进行“断电-验电-放电-接地"四步操作；

电池拆解区强制穿戴防酸服与护目镜；

运维报告需双人复核签字后方可提交。

嵌入真实事故案例，分析失效根本原因（绝缘监测失效、消防响应延迟），强化安全底线意识。

3.2 教师教学支持功能

3.2.1 智能教学管理平台

全景监控：教师终端可实时查看20个工位的设备状态（电压、温度、SOC）、操作视频（多画面分屏）、报警信息（分级推送），支持远程锁定危险操作。

虚拟教研室：内置教学案例库，支持教案协同编辑与版本控制。

数据分析：自动统计实验完成率、常见错误类型（如接线错误占比）、技能薄弱点，生成班级能力矩阵图与个性化提升建议。