曾國(guó)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(guó)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(shí)一體實(shí)踐教學(xué)研究

曾國(guó)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(guó)網(wǎng)安徽省電力公司培訓(xùn)中心， 安徽合肥230022)

摘要：針對(duì)火電廠集控運(yùn)行專(zhuān)業(yè)目前實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不能滿(mǎn)足人才培養(yǎng)要求，提出開(kāi)展基于虛擬電站環(huán)境的虛實(shí)一體實(shí)踐教學(xué)模式，彌補(bǔ)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的不足，使學(xué)生在仿真性與真實(shí)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(shí)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(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：虛擬電站；實(shí)踐教學(xué)；虛實(shí)一體；校中廠

一、前言

隨著我國(guó)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(dòng)化水平越來(lái)越高，這就對(duì)火電廠集控運(yùn)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(yùn)行專(zhuān)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(yùn)行人才。但是，由于電力行業(yè)的高危險(xiǎn)性和設(shè)備價(jià)格的昂貴性，導(dǎo)致電力高職院校難以建立全真實(shí)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(shí)習(xí)而不肯承接學(xué)生的幾周甚至幾個(gè)月的運(yùn)行實(shí)習(xí)；學(xué)生往往只能做些場(chǎng)外工作或現(xiàn)場(chǎng)觀摩，這樣既不能滿(mǎn)足實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃的要求，也達(dá)不到培養(yǎng)火電廠集控運(yùn)行崗位人才的工程實(shí)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(wèn)題。

二、目前實(shí)踐教學(xué)模式存在的問(wèn)題

1.實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)生主體性意識(shí)不強(qiáng)。目前，實(shí)踐環(huán)節(jié)過(guò)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(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。

2.教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工作過(guò)程脫節(jié)，不能把知識(shí)與具體崗位工作任務(wù)相聯(lián)系，不能對(duì)接實(shí)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(shí)習(xí)環(huán)節(jié)由于電力行業(yè)的高危性，很難實(shí)現(xiàn)實(shí)際意義的頂崗實(shí)習(xí)，甚至有些學(xué)生頂崗實(shí)習(xí)和專(zhuān)業(yè)毫無(wú)關(guān)系，達(dá)不到人才培養(yǎng)要求。

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

三、虛實(shí)一體實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵和意義

1.虛擬生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)與真實(shí)生產(chǎn)相對(duì)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(dòng)、機(jī)組停機(jī)、運(yùn)行調(diào)整等一系列操作，和電廠實(shí)際操作反映出來(lái)的現(xiàn)象一致。還能對(duì)機(jī)組進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)，對(duì)機(jī)組運(yùn)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(shí)設(shè)備相對(duì)接。目前，原理性仿真機(jī)組從135MW到1000MW都是以真實(shí)電廠為原型的全范圍仿真；并實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多模[2]。在開(kāi)發(fā)原理性仿真的同時(shí)，以皖能集團(tuán)合肥發(fā)電廠為原型，開(kāi)發(fā)了三維虛擬電站，并實(shí)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(shí)時(shí)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(shí)訓(xùn)職業(yè)環(huán)境與真實(shí)工作環(huán)境相對(duì)接。實(shí)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(shí)際崗位的職業(yè)要求進(jìn)行實(shí)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(shí)際崗位要求的水平。[1]

4.虛擬實(shí)訓(xùn)崗位與真實(shí)工作崗位相對(duì)接。實(shí)踐教學(xué)以發(fā)電廠真實(shí)工作過(guò)程為主線，學(xué)生以巡檢員、副值班員、主值班員的實(shí)際角色，對(duì)火電廠運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行日常的巡視檢查、設(shè)備的投入、運(yùn)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(shí)工作崗位上完成真實(shí)工作項(xiàng)目和真實(shí)工作過(guò)程，“真刀真槍”式實(shí)訓(xùn)，最終形成有效的職業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力。[1]

四、虛實(shí)一體實(shí)踐教學(xué)模式的實(shí)施

1.虛實(shí)一體實(shí)踐教學(xué)模式各項(xiàng)規(guī)定學(xué)習(xí)。在進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)之前通過(guò)觀看集控運(yùn)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(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施流程，使學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)有所了解，并介紹最后成績(jī)考核的方式、標(biāo)準(zhǔn)。

2.以集控運(yùn)行值班員崗位工作標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。虛實(shí)一體實(shí)踐教學(xué)以火電廠600MW超臨界機(jī)組冷態(tài)滑參數(shù)啟動(dòng)過(guò)程、運(yùn)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(yùn)行技能知識(shí)都涵蓋進(jìn)來(lái)。實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中各崗位工作職責(zé)見(jiàn)表1[3]。

表1　各崗位的工作職責(zé)

3.以集控運(yùn)行值班員崗位工作性質(zhì)安排仿真實(shí)踐操作時(shí)間。首先將學(xué)生按照發(fā)電廠班組模式分為A、B兩個(gè)值X組(X為偶數(shù)，便于交接班)，每個(gè)小組里面根據(jù)學(xué)生理論知識(shí)、個(gè)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(zhǎng)崗位。其次根據(jù)教學(xué)作息時(shí)間擬定各值實(shí)踐操作時(shí)間、任務(wù)表，見(jiàn)表2。

表2　A、B值實(shí)踐操作時(shí)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(shí)踐教學(xué)

(1)在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中引入企業(yè)考勤設(shè)備，代替教師點(diǎn)名，與企業(yè)工作環(huán)境一致，積極營(yíng)造一種上班的氛圍。

(2)執(zhí)行巡回檢查制度，實(shí)踐過(guò)程巡檢人員利用三維虛擬電站定時(shí)定點(diǎn)的對(duì)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(yùn)行監(jiān)盤(pán)人員利用仿真機(jī)對(duì)各系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)記錄在運(yùn)行表紙上。

(3)執(zhí)行操作票制度，實(shí)踐過(guò)程設(shè)備、系統(tǒng)的投入與停運(yùn)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(gè)組按照事先擬定的作息時(shí)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(gè)值則處于準(zhǔn)備接班狀態(tài)(在教室擬定設(shè)備啟動(dòng)的操作票、對(duì)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(guò)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(pán)面檢查(分人分系統(tǒng)進(jìn)行檢查)，各人員對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)及時(shí)向主值匯報(bào)。接班檢查完成后，主值組織本組人員召開(kāi)接班班會(huì)，向本組人員介紹機(jī)組運(yùn)行狀況、需要注意的問(wèn)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(kāi)交班班會(huì)，對(duì)本值工作出現(xiàn)的問(wèn)題、工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，以提高技能操作水平，出現(xiàn)的問(wèn)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(jìng)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(duì)汽溫汽壓的控制、升負(fù)荷速率的控制等項(xiàng)目，以相互促進(jìn)和提高，并能激發(fā)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。

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

五、結(jié)束語(yǔ)

虛實(shí)一體實(shí)踐教學(xué)模式已經(jīng)進(jìn)行了初步實(shí)踐，并取得了很好的效果。從集控運(yùn)行值班員技能鑒定的成績(jī)來(lái)看，實(shí)行虛實(shí)一體實(shí)踐教學(xué)模式的班級(jí)學(xué)生整體素質(zhì)明顯好于其他班級(jí)；從技能大賽成績(jī)來(lái)看，2014年推薦參加全國(guó)高職院校學(xué)生大型火電機(jī)組集控運(yùn)行技術(shù)技能競(jìng)賽的8位學(xué)生全部獲獎(jiǎng)(2個(gè)一等獎(jiǎng)、1個(gè)二等獎(jiǎng)、5個(gè)三等獎(jiǎng))；從畢業(yè)生反饋來(lái)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(guò)不同企業(yè)的綜合測(cè)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(zhuān)業(yè)群虛實(shí)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(yùn)行與技能訓(xùn)練[M].北京：中國(guó)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(dòng)力裝置專(zhuān)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(shū)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)·試題庫(kù) 集控值班員[M].2版.北京：中國(guó)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(dòng)力工程系專(zhuān)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(dòng)力工程系主任，主要從事電廠集控運(yùn)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(lèi)號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-9706(2015)04- 0118- 04

作者簡(jiǎn)介：曾國(guó)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(dòng)力工程系專(zhuān)職教師，主要從事電廠集控運(yùn)行方面的教學(xué)研究工作。

基金項(xiàng)目：本文系2014年安徽省教育廳高等學(xué)校省級(jí)質(zhì)量工程教學(xué)研究項(xiàng)目“基于虛擬電站環(huán)境的仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究與實(shí)踐”(項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：曾國(guó)兵；項(xiàng)目編號(hào)：2014jyxm637)的階段性研究成果。