能源是人类生产、生活的物质基础，能源的利用推动了社会经济的进步和人民生活水平的提高。传统的能源结构以化石燃料为主。随着经济的迅猛发展，化石燃料的储量日益萎缩，面临枯竭的危险。有报告预测，现有的石油和天然气储量将在50年内耗尽，煤的使用也只能维持120年。同时，化石燃料也对环境质量产生了重要影响，是环境污染和气候恶化的元凶。

       伴随着我国经济和社会的持续发展，我国能源发展也面临能源供需缺口的加大、石油后备资源不足、环境污染严重等问题。为了实现能源与社会经济、环境的可持续发展，除了积极实现常规能源的高效化、优质化利用，提高能源利用效率外，还应对环境不产生或很少产生危害的新能源和可再生能源进行大规模的利用。新能源与可再生能源既是近期重要的补充能源，又是未来能源结构的基础。开发利用太阳能、风能、地热能、海洋能等可再生能源是解决能源危机的重要途径之一。

       由于可再生能源的分散性、多样性和随机性，分布式发电系统成为可再生能源发电的必然网络结构，尤其是对于单机容量较低的光伏发电系统。基于可再生能源的分布式发电系统是国民经济可持续发展战略和环境保护战略的重要组成部分。伴随着分布式发电产业发展，分布式发电行业科研型人才和应用型人才需求显著增加，而供给却略显不足，在人才供给数量和培养质量上均难以满足分布式发电行业的发展需求，为满足这一需要，适应行业快速发展步伐，北京象新力科技有限公司通过校企深度合作共同研发了分布式光伏认知选型及设计运行虚拟仿真（实训）软件，以此引领分布式发电人才教学培养数字化转型。

       一、软件概述

       分布式光伏认知选型及设计运行虚拟仿真软件，首先学习电池组件的构成、制备过程，光伏系统的各组成部分等基础知识，再通过实验方法掌握不同组件的光伏特性，并从中了解其开路电压、短路电流、填充因子和转换效率等重要参数。其次，根据不同场景实际负载的需求，上海市每个月阴雨天气数和日平均用电量，计算出需要的蓄电池的容量。根据蓄电池的型号参数，计算出蓄电池的数量，并进行安装。最后，学生以上述条件自行设计一套能够满足各项要求的光伏发电系统，并能根据此系统进行必要的经济性测算。

图1 知识学习

       二、 软件特点

       分布式光伏认知选型及设计运行虚拟仿真软件借助于沉浸式硬件设备、软件环境及三维仿真技术，让学生产生身临其境的实验教学感官体验，将现代信息技术与实验教学项目进行深度融合，将实验教学内容的广度和深度进行高度拓展，将实验教学时间和空间进行大幅度延伸，使实验教学质量和水平得到很大程度的提升。这不仅可以帮助任课教师在课程教学过程中把课程内容的难点或不易口头表达、解释不清楚的理论内容进行虚拟场景呈现，也可使学生通过多种手段，进行难点内容的理解与吸收、交互体验，增强学生参与感，寓教于乐。实验内容由浅至深，循序渐进，使学生在实验中不断尝试新的设计，拓展新的思维。

图2 负荷曲线设计

图3 经济性预算

图4 能量管理实验

图5 能量优化

图6 并网实验

        三、教学与实训内容

 ①太阳能电池组件基础知识学习

 ②了解并掌握光伏系统各组成部分

 ③太阳能电池组件特性曲线研究实验

 ④设计并搭建光伏系统

 ⑤并网实验

 ⑥能量管理实验