在电力领域的教学与研究中，虚拟仿真平台发挥着日益重要的作用。它能突破传统实验在设备、场地、安全等方面的限制，为用户提供高效、灵活且安全的实验环境。、介绍一款基于 Matlab/Simulink 和 LabVIEW 搭建的电力系统虚拟仿真平台，深入剖析其技术细节与应用价值。
应用场景
该平台主要应用于高校电气工程及自动化专业的《电力系统自动化》课程教学，适配本科及专业硕士研究生教学场景。同时，也可作为电力行业相关培训工具，用于工程技术人员对新型电力系统技术的学习与实操训练。在教学中，学生能借助平台开展配电网故障隔离与恢复、分布式电源并网控制等四类仿真实验，从而深入理解电力系统相关理论，掌握仿真设计方法。对于电力行业从业者，平台有助于他们学习和掌握新型电力系统技术，提升实操能力。
软件架构
核心软件协同
平台软件架构以 Matlab/Simulink 和 LabVIEW 为核心，并借助 Windows 动态链接库（DLL）技术实现功能。Matlab/Simulink 在电力系统建模方面能力卓越，能够搭建涵盖 10kV 辐射状配电网络、逆变型光伏与风电电源、IEEE33 节点系统等多种复杂电力系统模型。针对不同实验，会在模型中配置相应输入参数端口，例如故障隔离实验的故障类型、位置参数，分布式电源实验的风速、日照参数等。之后，将 powergui 设为离散状态并编译模型，为后续与 LabVIEW 的交互做准备。
格式转换实现
为了实现 Matlab/Simulink 与 LabVIEW 的交互，需将 Matlab/Simulink 编译后的模型转换为 LabVIEW 可识别的格式。这通过 Visual Studio 生成 DLL 文件来实现，具体步骤为将 Simulink 编译后的.c 文件导入 Visual Studio 项目，添加函数导出声明并编译，最终生成 DLL 文件，完成仿真格式转换。
界面设计呈现
LabVIEW 负责设计用户界面，通过选项卡控件与事件结构实现实验子界面切换。每个子界面精心配置输入与显示控件，用于完成参数设置、波形显示与数据呈现。例如，在进行分布式电源并网控制实验时，学生可在 LabVIEW 界面输入风速、日照等参数，平台则实时显示并网过程中的电压、电流波形等数据，构建起一个完整且直观的仿真系统。
功能特点
界面友好
采用 LabVIEW 图形化编程，平台界面简约大方，功能布局清晰明了。学生无需复杂编程操作，即可在主界面轻松切换实验子系统，并通过子界面输入控件便捷地调整参数，极大降低了使用门槛，提高了操作的便捷性与效率。
参数可调
平台支持多维度参数调整，涵盖故障类型、故障位置、风速、日照辐射度、微网负荷等众多参数。学生能够通过参数调节模块，自主探究不同工况下电力系统的运行状态，极大增强了实验的自主性与探索性，有效解决了传统实验内容固定单一的弊端。
结果直观
实验数据以波形图等图形化形式在 LabVIEW 界面实时呈现，如负荷侧电压电流、有功无功功率波形等。这些直观的展示方式，能够清晰呈现电力系统的动态变化过程，帮助学生快速、直观地理解实验原理与系统运行特性，显著提升对课程知识的理解深度。
贴合实际
仿真模型全面涵盖逆变型光伏、风电电源、IEEE33 节点系统等，高度模拟现代跨大区互联、超 / 特高压交直流混合输电电网场景，并融入可再生能源发电技术。这使得平台能够真实体现自动控制新技术在电力系统中的应用，最大程度缩小与工程现场实际情况的差距，为学生和从业者提供贴近实际的实验环境。
开发难题
界面同步延迟
在开发过程中，发现 LabVIEW 界面与 Matlab/Simulink 仿真数据更新不同步，存在明显延迟，影响用户体验。这主要是由于数据采集与传输逻辑不够优化，数据传输中间环节过多所致。
子界面切换卡顿
当用户在 LabVIEW 界面进行实验子界面切换时，出现卡顿现象。经分析，原因是界面控件复杂度较高，系统资源分配不合理，且缺乏有效的数据预加载机制，导致切换时控件响应缓慢。
性能瓶颈
在进行高比例分布式电源接入等复杂实验仿真时，平台出现性能瓶颈，运行速度明显下降。这是因为 Simulink 模型计算量过大，未充分利用多核处理器并行计算能力，导致计算资源紧张。
应对策略
优化数据逻辑
针对界面同步延迟问题，在 LabVIEW 编程中对数据采集与传输逻辑进行深度优化。采用事件驱动机制，当 Simulink 仿真数据更新时，立即触发界面刷新事件，同时减少不必要的数据传输中间环节，确保界面能够及时、准确地反映仿真数据变化。
提升响应速度
为解决子界面切换卡顿问题，对 LabVIEW 界面控件进行简化，合理分配系统资源。采用缓存技术，在用户切换子界面之前，预加载常用子界面数据，有效提升控件响应速度，实现子界面的流畅切换。
并行计算加速
面对性能瓶颈，对 Simulink 模型进行针对性优化。在高比例分布式电源接入实验中，运用节点简化方法，精准保留关键节点数据，大幅减少非必要计算量。同时，充分利用多核处理器并行计算技术，将仿真任务合理分配至多个核心，显著提升平台运行速度，保障复杂实验的高效运行。
