基于虛擬電站環(huán)境的虛實一體實踐教學(xué)研究

曾國兵， 劉　聰， 朱　志,2

(1.安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 安徽　合肥 230051；

2.國網(wǎng)安徽省電力公司培訓(xùn)中心， 安徽　合肥　230022)

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基于虛擬電站環(huán)境的虛實一體實踐教學(xué)研究

曾國兵1， 劉聰1， 朱志1,2

(1.安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 安徽合肥 230051；

2.國網(wǎng)安徽省電力公司培訓(xùn)中心， 安徽合肥230022)

摘要：針對火電廠集控運行專業(yè)目前實踐教學(xué)環(huán)節(jié)不能滿足人才培養(yǎng)要求，提出開展基于虛擬電站環(huán)境的虛實一體實踐教學(xué)模式，彌補(bǔ)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的不足，使學(xué)生在仿真性與真實性相互結(jié)合的工作情境中，在得到良好的操作技能的同時提升職業(yè)素養(yǎng)，完成從學(xué)生到電廠工人的轉(zhuǎn)變，極大提高了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：虛擬電站；實踐教學(xué)；虛實一體；校中廠

一、前言

隨著我國電力工業(yè)飛速發(fā)展，600MW、1000MW超超臨界機(jī)組已成為火電廠的主力機(jī)型，機(jī)組自動化水平越來越高，這就對火電廠集控運行技術(shù)人員提出了更高的要求。作為高職院校的火電廠集控運行專業(yè)，其人才培養(yǎng)的目標(biāo)是培養(yǎng)面向電力企業(yè)的高素質(zhì)技能型集控運行人才。但是，由于電力行業(yè)的高危險性和設(shè)備價格的昂貴性，導(dǎo)致電力高職院校難以建立全真實生產(chǎn)性“校中廠”。目前，現(xiàn)代化的大型機(jī)組很多都僅接待學(xué)生的參觀實習(xí)而不肯承接學(xué)生的幾周甚至幾個月的運行實習(xí)；學(xué)生往往只能做些場外工作或現(xiàn)場觀摩，這樣既不能滿足實踐教學(xué)計劃的要求，也達(dá)不到培養(yǎng)火電廠集控運行崗位人才的工程實踐能力和職業(yè)素養(yǎng)要求，這些因素都是制約人才培養(yǎng)的“瓶頸”問題。

二、目前實踐教學(xué)模式存在的問題

1.實踐環(huán)節(jié)學(xué)生主體性意識不強(qiáng)。目前，實踐環(huán)節(jié)過分強(qiáng)調(diào)了教師的主導(dǎo)作用，都是教師講一遍，學(xué)生練一遍模式，忽略了學(xué)生的主體作用，很難培養(yǎng)提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識。

2.教學(xué)內(nèi)容與實際工作過程脫節(jié)，不能把知識與具體崗位工作任務(wù)相聯(lián)系，不能對接實際崗位技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。[1]

3.電力高職院校頂崗實習(xí)環(huán)節(jié)由于電力行業(yè)的高危性，很難實現(xiàn)實際意義的頂崗實習(xí)，甚至有些學(xué)生頂崗實習(xí)和專業(yè)毫無關(guān)系，達(dá)不到人才培養(yǎng)要求。

4.指導(dǎo)教師經(jīng)驗不足。很多實訓(xùn)教師畢業(yè)后就直接進(jìn)入高校教學(xué)，沒有實際的電廠工作經(jīng)驗，在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中對各崗位的工作標(biāo)準(zhǔn)和職責(zé)只能靠自己的知識和能力想象。

三、虛實一體實踐教學(xué)的內(nèi)涵和意義

1.虛擬生產(chǎn)性實訓(xùn)與真實生產(chǎn)相對接。原理性火電機(jī)組仿真系統(tǒng)能模擬火電機(jī)組不同狀態(tài)啟動、機(jī)組停機(jī)、運行調(diào)整等一系列操作，和電廠實際操作反映出來的現(xiàn)象一致。還能對機(jī)組進(jìn)行各項試驗，對機(jī)組運行中出現(xiàn)的異常事故進(jìn)行模擬，并能正確反映事故現(xiàn)象。

2.虛擬設(shè)備與真實設(shè)備相對接。目前，原理性仿真機(jī)組從135MW到1000MW都是以真實電廠為原型的全范圍仿真；并實現(xiàn)了一機(jī)多模[2]。在開發(fā)原理性仿真的同時，以皖能集團(tuán)合肥發(fā)電廠為原型，開發(fā)了三維虛擬電站，并實現(xiàn)了原理性仿真與三維虛擬電站之間的數(shù)據(jù)通訊，仿真機(jī)上的主要數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)教摂M電站中,能夠利用三維虛擬電站仿真系統(tǒng)進(jìn)行巡檢崗位技能的仿真培訓(xùn)。

3.虛擬實訓(xùn)職業(yè)環(huán)境與真實工作環(huán)境相對接。實踐教學(xué)課堂管理采用電廠的安全管理制度、崗位管理制度、生產(chǎn)調(diào)度指揮管理制度進(jìn)行管理。讓學(xué)生在虛擬的生產(chǎn)流程中，按照實際崗位的職業(yè)要求進(jìn)行實踐，得到職業(yè)能力的全面訓(xùn)練，獲得職業(yè)素質(zhì)的綜合培養(yǎng)，使學(xué)生在校獲得的職業(yè)能力達(dá)到或接近實際崗位要求的水平。[1]

4.虛擬實訓(xùn)崗位與真實工作崗位相對接。實踐教學(xué)以發(fā)電廠真實工作過程為主線，學(xué)生以巡檢員、副值班員、主值班員的實際角色，對火電廠運行中的設(shè)備進(jìn)行日常的巡視檢查、設(shè)備的投入、運行調(diào)整的工作；教師則以師傅的身份進(jìn)行指導(dǎo)。學(xué)生在學(xué)習(xí)性的真實工作崗位上完成真實工作項目和真實工作過程，“真刀真槍”式實訓(xùn)，最終形成有效的職業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力。[1]

四、虛實一體實踐教學(xué)模式的實施

1.虛實一體實踐教學(xué)模式各項規(guī)定學(xué)習(xí)。在進(jìn)行實踐教學(xué)之前通過觀看集控運行各崗位工作內(nèi)容、工作流程、工作標(biāo)準(zhǔn)的錄像，并介紹整個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實施流程，使學(xué)生對整個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)有所了解，并介紹最后成績考核的方式、標(biāo)準(zhǔn)。

2.以集控運行值班員崗位工作標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。虛實一體實踐教學(xué)以火電廠600MW超臨界機(jī)組冷態(tài)滑參數(shù)啟動過程、運行調(diào)整、事故處理、滑參數(shù)停機(jī)為主線，按照“標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)入、教學(xué)三通、能力遞升”工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式，把大型火電機(jī)組集控運行技能知識都涵蓋進(jìn)來。實踐教學(xué)過程中各崗位工作職責(zé)見表1[3]。

表1　各崗位的工作職責(zé)

3.以集控運行值班員崗位工作性質(zhì)安排仿真實踐操作時間。首先將學(xué)生按照發(fā)電廠班組模式分為A、B兩個值X組(X為偶數(shù)，便于交接班)，每個小組里面根據(jù)學(xué)生理論知識、個人表現(xiàn)等綜合條件進(jìn)行崗位的劃分：主值、副值、巡檢，崗位劃分也可學(xué)生推薦決定，教師則扮演值長崗位。其次根據(jù)教學(xué)作息時間擬定各值實踐操作時間、任務(wù)表，見表2。

表2　A、B值實踐操作時間、任務(wù)表

每天如此進(jìn)行循環(huán)。

4.以電廠管理制度組織實踐教學(xué)

(1)在實踐教學(xué)過程中引入企業(yè)考勤設(shè)備，代替教師點名，與企業(yè)工作環(huán)境一致，積極營造一種上班的氛圍。

(2)執(zhí)行巡回檢查制度，實踐過程巡檢人員利用三維虛擬電站定時定點的對各設(shè)備進(jìn)行巡檢，并將各設(shè)備參數(shù)記錄在巡檢表上；運行監(jiān)盤人員利用仿真機(jī)對各系統(tǒng)、設(shè)備運行參數(shù)記錄在運行表紙上。

(3)執(zhí)行操作票制度，實踐過程設(shè)備、系統(tǒng)的投入與停運需要擬定操作票，并按操作票按步進(jìn)行操作，并執(zhí)行操作監(jiān)護(hù)制度。主值做好本班的工作情況記錄。

(4)執(zhí)行交接班制度，兩個組按照事先擬定的作息時間、任務(wù)進(jìn)行相互交接班。一值在進(jìn)行上機(jī)操作，另一個值則處于準(zhǔn)備接班狀態(tài)(在教室擬定設(shè)備啟動的操作票、對后續(xù)操作進(jìn)行預(yù)習(xí)等)，接班后操作內(nèi)容也延續(xù)上一值的操作，在交接班過程中杜絕使用仿真機(jī)的凍結(jié)功能。接班值進(jìn)行接班巡檢，及DCS盤面檢查(分人分系統(tǒng)進(jìn)行檢查)，各人員對檢查中發(fā)現(xiàn)的問題應(yīng)及時向主值匯報。接班檢查完成后，主值組織本組人員召開接班班會，向本組人員介紹機(jī)組運行狀況、需要注意的問題，以及接班后本組的人員、工作安排。交班值在交接班后也要召開交班班會，對本值工作出現(xiàn)的問題、工作經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，以提高技能操作水平，出現(xiàn)的問題總結(jié)不全的，教師可以進(jìn)行指導(dǎo)。

(5)引入電廠的指標(biāo)競賽環(huán)節(jié)。為了激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)熱情，可以增加組別之間的比賽，比如對汽溫汽壓的控制、升負(fù)荷速率的控制等項目，以相互促進(jìn)和提高，并能激發(fā)學(xué)生的團(tuán)隊精神。

5.以集控運行值班員中級工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核。最后實踐環(huán)節(jié)考核采用單獨上機(jī)操作模式進(jìn)行，為增強(qiáng)學(xué)生的安全意識，考核環(huán)節(jié)增加安全事故考核，最后成績采用考勤+實踐技能操作+安全事故+實踐報告組成?？记诔煽儼凑湛记谠O(shè)備中考勤情況進(jìn)行給定；實踐操作技能成績按照電力行業(yè)集控運行值班員中級工考核題庫進(jìn)行隨機(jī)抽取進(jìn)行上機(jī)操作考核，并按評分標(biāo)準(zhǔn)[4]給定成績；安全事故主要是仿真實踐環(huán)節(jié)各值在巡行操作過程中出現(xiàn)的異常事故，由指導(dǎo)教師給定成績；實踐報告成績根據(jù)學(xué)生提交的實踐報告給定成績。

五、結(jié)束語

虛實一體實踐教學(xué)模式已經(jīng)進(jìn)行了初步實踐，并取得了很好的效果。從集控運行值班員技能鑒定的成績來看，實行虛實一體實踐教學(xué)模式的班級學(xué)生整體素質(zhì)明顯好于其他班級；從技能大賽成績來看，2014年推薦參加全國高職院校學(xué)生大型火電機(jī)組集控運行技術(shù)技能競賽的8位學(xué)生全部獲獎(2個一等獎、1個二等獎、5個三等獎)；從畢業(yè)生反饋來看，截止至2015年8月份，2015屆畢業(yè)生中就已經(jīng)有4位同學(xué)通過不同企業(yè)的綜合測試定為集控巡檢崗位，達(dá)到了之前預(yù)期的零試用期目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 傅輝明，何宏華.電力技術(shù)專業(yè)群虛實一體“校中廠”建設(shè)及其崗位仿真教學(xué)的探索[J].高教論壇， 2012(9)：108-110.

[2] 王祥薇，王永成.單元機(jī)組集控運行與技能訓(xùn)練[M].北京：中國電力出版社，2012.

[3] 朱飆.電力行業(yè)典型工作標(biāo)準(zhǔn) 管理標(biāo)準(zhǔn) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——電廠熱能動力裝置專業(yè)[M].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2013.

[4] 電力行業(yè)職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)書職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)·試題庫 集控值班員[M].2版.北京：中國電力出版社，2009.

[責(zé)任編輯： 王敏]

劉聰(1981-)，女，河北保定人，工程碩士，講師，安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院動力工程系專職教師，主要從事電廠鍋爐教學(xué)研究工作。

朱志(1964-)，男，安徽合肥人，工程碩士，副教授，安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院動力工程系主任，主要從事電廠集控運行方面的教學(xué)管理工作。

Virtual-Actual Integrated Practice Teaching Based on

Virtual Power Plant Environment

ZENGGuo-bing1,LIUCong1,ZHUZhi1,2

(1.AnhuiElectricalEngineeringProfessionalTechniqueCollege,Hefei230051,China;

2.TrainingCentreofStateGridAnhuiElectricPowerCorporation,Hefei230022,China)

Abstract:Aiming at the current practice teaching link of the major of power plant integrated control operation could not meet the requirements for the cultivation of talents, the paper proposes the virtual-actual integrated practice teaching mode based on the virtual power plant environment, to make up for the lack of practice teaching, to make students have good skills and improve professional quality in the work situations combined the simulation with authenticity, completing the transition from students to plant workers, greatly improves the practical teaching quality and efficiency.

Key words:virtual power plant; practical teaching; virtual-actual integrated; plant in the school

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-9706(2015)04- 0118- 04

作者簡介：曾國兵(1982-)，男 ，江西新干人，工程碩士，工程師，安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院動力工程系專職教師，主要從事電廠集控運行方面的教學(xué)研究工作。

基金項目：本文系2014年安徽省教育廳高等學(xué)校省級質(zhì)量工程教學(xué)研究項目“基于虛擬電站環(huán)境的仿真實訓(xùn)教學(xué)研究與實踐”(項目負(fù)責(zé)人：曾國兵；項目編號：2014jyxm637)的階段性研究成果。