基于虚拟电站环境的虚实一体实践教学研究

曾国兵， 刘　聪， 朱　志,2

(1.安徽电气工程职业技术学院， 安徽　合肥 230051；

2.国网安徽省电力公司培训中心， 安徽　合肥　230022)



基于虚拟电站环境的虚实一体实践教学研究

曾国兵1， 刘聪1， 朱志1,2

(1.安徽电气工程职业技术学院， 安徽合肥 230051；

2.国网安徽省电力公司培训中心， 安徽合肥230022)

摘要：针对火电厂集控运行专业目前实践教学环节不能满足人才培养要求，提出开展基于虚拟电站环境的虚实一体实践教学模式，弥补实践教学环节的不足，使学生在仿真性与真实性相互结合的工作情境中，在得到良好的操作技能的同时提升职业素养，完成从学生到电厂工人的转变，极大提高了实践教学环节的质量和效率。

关键词：虚拟电站；实践教学；虚实一体；校中厂

一、前言

随着我国电力工业飞速发展，600MW、1000MW超超临界机组已成为火电厂的主力机型，机组自动化水平越来越高，这就对火电厂集控运行技术人员提出了更高的要求。作为高职院校的火电厂集控运行专业，其人才培养的目标是培养面向电力企业的高素质技能型集控运行人才。但是，由于电力行业的高危险性和设备价格的昂贵性，导致电力高职院校难以建立全真实生产性“校中厂”。目前，现代化的大型机组很多都仅接待学生的参观实习而不肯承接学生的几周甚至几个月的运行实习；学生往往只能做些场外工作或现场观摩，这样既不能满足实践教学计划的要求，也达不到培养火电厂集控运行岗位人才的工程实践能力和职业素养要求，这些因素都是制约人才培养的“瓶颈”问题。

二、目前实践教学模式存在的问题

1.实践环节学生主体性意识不强。目前，实践环节过分强调了教师的主导作用，都是教师讲一遍，学生练一遍模式，忽略了学生的主体作用，很难培养提高学生的实践能力和创新意识。

2.教学内容与实际工作过程脱节，不能把知识与具体岗位工作任务相联系，不能对接实际岗位技术标准和技术规范。[1]

3.电力高职院校顶岗实习环节由于电力行业的高危性，很难实现实际意义的顶岗实习，甚至有些学生顶岗实习和专业毫无关系，达不到人才培养要求。

4.指导教师经验不足。很多实训教师毕业后就直接进入高校教学，没有实际的电厂工作经验，在实践教学环节中对各岗位的工作标准和职责只能靠自己的知识和能力想象。

三、虚实一体实践教学的内涵和意义

1.虚拟生产性实训与真实生产相对接。原理性火电机组仿真系统能模拟火电机组不同状态启动、机组停机、运行调整等一系列操作，和电厂实际操作反映出来的现象一致。还能对机组进行各项试验，对机组运行中出现的异常事故进行模拟，并能正确反映事故现象。

2.虚拟设备与真实设备相对接。目前，原理性仿真机组从135MW到1000MW都是以真实电厂为原型的全范围仿真；并实现了一机多模[2]。在开发原理性仿真的同时，以皖能集团合肥发电厂为原型，开发了三维虚拟电站，并实现了原理性仿真与三维虚拟电站之间的数据通讯，仿真机上的主要数据实时传输到虚拟电站中,能够利用三维虚拟电站仿真系统进行巡检岗位技能的仿真培训。

3.虚拟实训职业环境与真实工作环境相对接。实践教学课堂管理采用电厂的安全管理制度、岗位管理制度、生产调度指挥管理制度进行管理。让学生在虚拟的生产流程中，按照实际岗位的职业要求进行实践，得到职业能力的全面训练，获得职业素质的综合培养，使学生在校获得的职业能力达到或接近实际岗位要求的水平。[1]

4.虚拟实训岗位与真实工作岗位相对接。实践教学以发电厂真实工作过程为主线，学生以巡检员、副值班员、主值班员的实际角色，对火电厂运行中的设备进行日常的巡视检查、设备的投入、运行调整的工作；教师则以师傅的身份进行指导。学生在学习性的真实工作岗位上完成真实工作项目和真实工作过程，“真刀真枪”式实训，最终形成有效的职业技术应用能力。[1]

四、虚实一体实践教学模式的实施

1.虚实一体实践教学模式各项规定学习。在进行实践教学之前通过观看集控运行各岗位工作内容、工作流程、工作标准的录像，并介绍整个实践教学环节的实施流程，使学生对整个实践教学环节有所了解，并介绍最后成绩考核的方式、标准。

2.以集控运行值班员岗位工作标准设计教学内容。虚实一体实践教学以火电厂600MW超临界机组冷态滑参数启动过程、运行调整、事故处理、滑参数停机为主线，按照“标准导入、教学三通、能力递升”工学结合人才培养模式，把大型火电机组集控运行技能知识都涵盖进来。实践教学过程中各岗位工作职责见表1[3]。

表1　各岗位的工作职责

3.以集控运行值班员岗位工作性质安排仿真实践操作时间。首先将学生按照发电厂班组模式分为A、B两个值X组(X为偶数，便于交接班)，每个小组里面根据学生理论知识、个人表现等综合条件进行岗位的划分：主值、副值、巡检，岗位划分也可学生推荐决定，教师则扮演值长岗位。其次根据教学作息时间拟定各值实践操作时间、任务表，见表2。

表2　A、B值实践操作时间、任务表

每天如此进行循环。

4.以电厂管理制度组织实践教学

(1)在实践教学过程中引入企业考勤设备，代替教师点名，与企业工作环境一致，积极营造一种上班的氛围。

(2)执行巡回检查制度，实践过程巡检人员利用三维虚拟电站定时定点的对各设备进行巡检，并将各设备参数记录在巡检表上；运行监盘人员利用仿真机对各系统、设备运行参数记录在运行表纸上。

(3)执行操作票制度，实践过程设备、系统的投入与停运需要拟定操作票，并按操作票按步进行操作，并执行操作监护制度。主值做好本班的工作情况记录。

(4)执行交接班制度，两个组按照事先拟定的作息时间、任务进行相互交接班。一值在进行上机操作，另一个值则处于准备接班状态(在教室拟定设备启动的操作票、对后续操作进行预习等)，接班后操作内容也延续上一值的操作，在交接班过程中杜绝使用仿真机的冻结功能。接班值进行接班巡检，及DCS盘面检查(分人分系统进行检查)，各人员对检查中发现的问题应及时向主值汇报。接班检查完成后，主值组织本组人员召开接班班会，向本组人员介绍机组运行状况、需要注意的问题，以及接班后本组的人员、工作安排。交班值在交接班后也要召开交班班会，对本值工作出现的问题、工作经验进行总结，以提高技能操作水平，出现的问题总结不全的，教师可以进行指导。

(5)引入电厂的指标竞赛环节。为了激发学生的兴趣和学习热情，可以增加组别之间的比赛，比如对汽温汽压的控制、升负荷速率的控制等项目，以相互促进和提高，并能激发学生的团队精神。

5.以集控运行值班员中级工标准进行考核。最后实践环节考核采用单独上机操作模式进行，为增强学生的安全意识，考核环节增加安全事故考核，最后成绩采用考勤+实践技能操作+安全事故+实践报告组成。考勤成绩按照考勤设备中考勤情况进行给定；实践操作技能成绩按照电力行业集控运行值班员中级工考核题库进行随机抽取进行上机操作考核，并按评分标准[4]给定成绩；安全事故主要是仿真实践环节各值在巡行操作过程中出现的异常事故，由指导教师给定成绩；实践报告成绩根据学生提交的实践报告给定成绩。

五、结束语

虚实一体实践教学模式已经进行了初步实践，并取得了很好的效果。从集控运行值班员技能鉴定的成绩来看，实行虚实一体实践教学模式的班级学生整体素质明显好于其他班级；从技能大赛成绩来看，2014年推荐参加全国高职院校学生大型火电机组集控运行技术技能竞赛的8位学生全部获奖(2个一等奖、1个二等奖、5个三等奖)；从毕业生反馈来看，截止至2015年8月份，2015届毕业生中就已经有4位同学通过不同企业的综合测试定为集控巡检岗位，达到了之前预期的零试用期目标。

参考文献：

[1] 傅辉明，何宏华.电力技术专业群虚实一体“校中厂”建设及其岗位仿真教学的探索[J].高教论坛， 2012(9)：108-110.

[2] 王祥薇，王永成.单元机组集控运行与技能训练[M].北京：中国电力出版社，2012.

[3] 朱飙.电力行业典型工作标准 管理标准 技术标准——电厂热能动力装置专业[M].合肥：合肥工业大学出版社，2013.

[4] 电力行业职业技能鉴定指导中心.职业技能鉴定指导书职业标准·试题库 集控值班员[M].2版.北京：中国电力出版社，2009.

[责任编辑： 王敏]

刘聪(1981-)，女，河北保定人，工程硕士，讲师，安徽电气工程职业技术学院动力工程系专职教师，主要从事电厂锅炉教学研究工作。

朱志(1964-)，男，安徽合肥人，工程硕士，副教授，安徽电气工程职业技术学院动力工程系主任，主要从事电厂集控运行方面的教学管理工作。

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

中图分类号：G642

文献标识码：A

文章编号：1672-9706(2015)04- 0118- 04

作者简介：曾国兵(1982-)，男 ，江西新干人，工程硕士，工程师，安徽电气工程职业技术学院动力工程系专职教师，主要从事电厂集控运行方面的教学研究工作。

基金项目：本文系2014年安徽省教育厅高等学校省级质量工程教学研究项目“基于虚拟电站环境的仿真实训教学研究与实践”(项目负责人：曾国兵；项目编号：2014jyxm637)的阶段性研究成果。