案例分享 | 液空储能型冷电综合利用系统虚拟仿真实验

案例分享|液空储能型冷电综合利用系统虚拟仿真实验

在全球能源结构转型的大潮中，实现“双碳”目标已成为国家战略的核心。如何培养具备能源战略格局和生态文明素养的复合型、创新型人才，成为了一个亟待解决的问题。

【背景与痛点】

随着风电、太阳能等新能源的迅速发展，电力系统对灵活性调节能力的需求日益增长。国家能源局明确提出，需要大力发展储能技术以支撑构建新型电力系统。

然而，新能源专业作为交叉型学科，涉及的专业课种类复杂，传统教学方式不足以为新能源专业创新型高水平领军人才大量培养提供足够教学支撑，教学中更需要加强理论实际紧密结合。

并且，新能源专业宽口径课程体系实验教学平台系统复杂、建设困难大，实验环节危险性高，难以实现多专业、多层次、多课程的实验设备保障，实验环节无法开展。

【解决方案】

恒点智能教育依托先进的教学理念和科研成果，建立了液空储能型冷电综合利用系统虚拟仿真实验平台。该项目利用虚拟仿真技术的开放性、扩展性和可持续性，促进教育公平和均衡发展，为新能源专业学生提供了一个深入学习双碳战略、未来能源结构和储能关键技术的平台。

【设计亮点】

本实验平台坚持以学生为中心、以立德树人为根本的教学理念，遵循“立德树人-创设情景-容错探究”的设计原则，通过互动式操作，使学生能够进行冷电综合利用系统的热力参数观测和性能研究。

（1）坚持立德树人，深化教学改革

尊重学生学习规律，通过设置实验背景认知、基础模块以及应用模块三段式，梯度推进学生交互性操作，通过引导式教学、虚拟仿真实验以及自主设计实验引发学生对国家能源安全新战略和碳达峰碳中和政策的认知。

结合课程思政，注重挖掘我国能源建设领域的发展史及其成就，有助于学生对学习能源科学的情感、态度、价值观施加积极影响，并结合热点问题和科学前沿设计新的实验项目，及时反映能源学科的国际前沿及热点问题，丰富实验教学的内容，保持课程特色和内容新颖性。始终坚持把立德树人融入各个环节，帮助学生培根铸魂，掌握过硬专业知识，引导学生成人成才，激励学生投身于我国能源领域建设。

（2）创设多样情景，培养创新精神

在教学过程中，通过不断创设疑问情景，引导学生质疑思辨是激发学生好奇心、求知欲的中要手段，用设问和情景答疑的形式巩固学生对基础专业课重难点的理解，让学生在情景教学体验中受到教育。

通过虚拟实景教学让学生仿佛置身其中，通过设置基性能研究环节和集成系统设计环节，并确保各环节之间具有交互连续性，保证学科连贯性。

通过衔接专业课中的基本概念引导教学，让学生在课外带着疑问去接触新事物、新问题，进而产生创新的愿望和学习的动力，于是自然而然地激发学生去积极思考、探究新知。

（3）重视容错探究，优化实践操作

当学生出现错误时，引导学生从不同角度、不同层次、不同方位对错误进行重新审视，突破学生既有的认知，将错就错的对问题条件展开修正和训练，使错误成为可遇不可求的优质教学资源。

依托虚拟计算服务平台，学生可根据提示和评估结果进行多次尝试，让学生充分表达思维的机会，将学生大脑深处最真实的想法表达出来，从而使学生充分感受到探索、解决问题的乐趣，提升求知欲和探索能力，培养学生建立理论设计、仿真验证、反复优化的工程设计思维。

【实验简介】

本实验通过虚拟仿真所营造的情景体验式的教学环境，使学生循序渐进地开展“实验背景认知、基础模块仿真、应用系统集成”的学习实践过程，完成“背景认知、性能研究、系统设计”三个层次的训练，实现具体教学目标：

帮助学生认识双碳战略的指导意义、了解国家能源体系和能源结构演变，加强储能技术在分布式能源系统的地位认知，使学生掌握液空储能工作原理、组成模块、特点及适用场景。

【结语】

液空储能型冷电综合利用系统虚拟仿真实验，不仅深化了学生对未来能源体系的认识，而且增强了学生投身国家碳中和建设的使命感。通过这一平台，学生能够在实践中学习，在学习中创新，为实现“双碳”目标贡献自己的智慧和力量。

以虚拟仿真教学为代表的教育创新，为国家的能源转型和可持续发展的人才培养赋能。恒点智能教育将继续致力于推动高科技教育的发展，通过校企合作，培养更多具有国际视野和创新能力的新能源领域人才。