风电机组监测与控制教学大纲

风电机组监测与控制教学大纲课程中文名称：风电机组监测与控制课程英文名称：MonitoringandControlofWTGS课程编号：C1234应开课学期：7学时数：24学分数：1.5适用专业：电气工程及其自动化课程类型：专业拓展课/选修先修课程：风力发电原理一、课程性质该课程是电气工程及其自动化专业（拔尖）的一门专业拓展课（选修），学生在先修《风力发电原理》课程之后，对有关风电机组监测和控制的内容进行深入了解。通过本课程的学习，可以增强学生在有关风力发电领域的理论深度，提高学生在风电机组监测与控制等方面相关的工程实际问题分析和解决问题的能力，为学生将来在风电领域从事科研和工程应用打好基础。二、课程目标通过本课程的学习，学生应掌握风电机组监测与控制技术的基本理论和基本分析方法，了解风力发电机组的总体结构及其控制系统的基本作用、结构，了解定桨恒速风电机组的工作原理、监测与运行控制方式和发电过程控制，以此为基础，深入了解风力发电机组包括传动系统、发电机和变流器的特性，理解双馈异步风电机组和永磁同步风电机组的并网技术、风电机组对电网稳定性的影响，掌握变速恒频风电机组的常用控制方法及其控制器的设计方法，为今后从事风力发电及其控制系统设计领域相关工作打下牢固基础。三、教学内容、学时安排和基本要求第一章绪论（2学时）重点难点：风力发电机组的总体控制结构。控制技术的研究内容风力发电机组的总体结构控制系统的作用控制系统的结构了解本课程的学习方法第二章定桨恒速风力发电机组的控制（4学时）重点难点：桨叶的失速调节原理、风电机组的运行状态控制、定桨恒速风力发电机组的并网与切换。定桨恒速风力发电机组的工作原理定桨恒速风力发电机组的监测与运行控制定桨恒速风力发电机组的发电过程控制定桨恒速风力发电机组的制动与保护系统第三章风力发电机组的特性分析（4学时）重点难点：风力机的特性、风力发电机组的转矩—转速特性、双馈异步发电机及变流器的特性、永磁同步发电机及变流器的特性。（1）风力发电机组的基本特性（2）传动系统的动态特性（3）发电机及变流器的特性第四章风力发电机组的并网技术（4学时）重点难点：软并网控制规律及其对电网的影响、双馈异步风力发电机组的并网过程、风力发电机组的低电压穿越能力。定桨恒速风力发电机组的软并网技术双馈异步风力发电机组的并网技术永磁同步风力发电机组的并网技术风力发电机组对电网稳定性的影响第五章变速恒频风力发电机组的控制（4学时）重点难点：变速风力机的转矩—转速特性、功率系数、叶尖速比和桨距角的特定关系、转矩和变桨控制。（1）变速恒频风力发电机组的控制目标（2）变速恒频风力发电机组的控制策略（3）常用的控制方法和手段第六章变速恒频风力发电机组控制器的设计（2学时）重点难点：风力发电机组的线性化模型、变速恒频风力发电机组的查表控制与最优控制。控制系统的设计方法和过程外部控制器的设计与实现第七章控制系统的执行机构及传感器（4学时）重点难点：机械制动机构、偏航控制系统、变桨系统的工作原理、双馈变流器和全功率变流器的组成及控制。气动制动机构与机械制动机构偏航系统与液压系统变桨系统与变流系统四、课程的其它教学环节序号教学环节教学内容学时数1平时作业1、风力发电机组的控制技术包含的内容及特点；2、定桨恒速风力发电机组的控制系统、运行过程中的参数监测；3、双馈异步风力发电机组、永磁同步风力发电机组并网技术；4、变速恒频风力发电机组的控制目标及最佳功率曲线跟踪方法；风力发电机组控制器设计方法。0五、教学方法与手段本课程教学主要采用讲授、多媒体教学、案例教学、研究式教学等教学方法与手段。六、推荐教材和教学参考资源教材：1.叶杭冶.风力发电机组监测与控制.北京：机械工业出版社,2013.参考书：侯雪,张润华.风力发电技术.北京：机械工业出版社,2014.宋亦旭.风力发电机的原理与控制.北京：机械工业出版社,2012.任清晨.风力发电机组工作原理和技术基础.北京：机械工业出版社,2010.李建林.风力发电中的电力电子变流技术.北京：机械工业出版社,2008.孔