抽水蓄能电站虚拟仿真实验主要分为电站全景展示、电站工作原理展示、电站三维实景交互体验三个部分组成。系统要求采用沉浸式设计,利用3D引擎和三维技术搭建虚拟化抽水蓄能电站,体验者可通过第一人称控制的方式,自由地行走参观和互动体验,凸显3D沉浸式技术的信息传播优势。
通过抽水蓄能电站虚拟仿真实验,项目开发支持VR版本/PC版本,二者均可以实现对电站的认知与了解,其中,采用VR技术及配套硬件VR设备,了解建设抽水蓄能电站的重要意义,培养学生“绿水青山就是金山银山”的发展理念。通过自主鸟瞰漫游模式,查看抽水蓄能电站主要建筑物的总体布置,了解抽水蓄能电站的选址原则和建筑物布置特点、功能和设计依据。
1、抽水蓄能电站虚拟仿真实验学习目标
(1)知识目标
通过全景感知,加强学生对抽水蓄能电站的选址和构成、水工建筑物的布局、机组结构的直观认强化对抽水蓄能机组运行原理的理解;通过电站关键部件模拟安装、机组虚拟运行调节、典型工况识,转换实验等实验环节,使学生掌握抽水蓄能机组结构和原理、电站运行调控策略,理解抽水蓄能技术的重点和难点知识。
(2)能力目标
通过机组结构与安装交互性操作试验,培养学生抽机组设计能力和工程实践能力;通过机组运行与维护、甩负荷试验仿真实验,提升学生对机组运行工况状态的分析和判断准确度,增强学生的工况转换实操水平,培养学生独立思考、解决抽水蓄能电站运维过程中复杂问题的能力。
(3)素质目标
通过展示我国水电行业的巨大成就,激发学生民族自豪感和投身水电事业的情怀;展示我国清洁能源发展趋势和抽水蓄能的宏伟目标,增强学生的专业认同感和自信心;通过协作实验,培养学生合作意识和团队精神。
2、抽水蓄能电站虚拟仿真实验功能实现
(1)抽水蓄能电站漫游
默认进入水电站鸟瞰漫游模式,从高空俯视的视角去认识水电站。与场景中构筑物互动,将漫游位置跳转到构筑物处,自主漫游查看抽水蓄能电站的建筑布置特点、功能和设计依据等。漫游参观上水库、下水库、发电机层、业主营地、地面开关站、输水系统、变电站等场景,了解抽水蓄能电站整体场地的构造设计。
支持用户自动漫游、直升机漫游、公交车漫游。
(2)抽水蓄能电站机组结构认知
了解抽水蓄能电站机组各部位的结构,在整机中的位置、作用及与相邻结构的装配关系。实现对机组结构的全面认知,通过工艺说明和三维、多视角的讲解与展示,加深对重要机组设备的理解。对水轮机的结构认知、对发电机的结构认知……
(3)抽水蓄能电站机组维护
抽水蓄能电站由诸多的设备组合运行实现电力需求供给,设备机组的维护尤为重要,使学生掌握抽水蓄能电站各种复杂运行工况,找到出现问题的机组并学习如何进行维护检修等操作,引导学生进一步学习机组维护操作规范、流程,理解抽水蓄能电站机组维护的重要性。
(4)抽水蓄能电站运行原理
抽水蓄能电站的运行原理主要涉及两个方面:在电力负荷低谷时,利用多余的电能将水从下水库抽送至上水库,而在电力负荷高峰期,再将上水库中的水放下来发电。这一过程涉及水势能的储存和转换,以应对不同电力需求的变化。
通过三维动画的形式,在场景中模拟出抽水蓄能电站的运行原理。动画及人物语音解说的形式向用户模拟介绍原理。
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