风力发电课程教学大纲

《风力发电》课程教学大纲课程名称：风力发电WindPowerGeneration课程编号：061061290课程性质：□必修选修课程类别：□通识课程专业课程£实践教学适用专业：新能源科学与工程课程学时：总学时16，其中理论16、实验0课程学分：1应开课学期：第七学期先修课程：任课学院、系部：能源科学与工程学院新能源科学与工程系一、课程简介《风力发电》是新能源科学与工程专业学生的重要专业课。本课程课堂教学共16学时，本课程主要讲述了风力发电的历史发展、风力发电的基本原理、风力发电机的基本机构、风能资源、风电场运行技术等。学习使学生了解国内外风力发电的发展趋势，掌握风力发电的基本原理，风力发电机组的基本结构及各部分的特性，了解风能资源的基本情况及评估方法，熟悉风电场选址、运行、维护的基本概念和技术，为学习后继课程以及从事本专业工程技术工作提供必要的理论基础。二、课程教学的目标及与毕业要求的关系（一）课程目标课程总目标：使学生掌握风力发电相关知识，为学生今后从事新能源工程的设计、生产技术管理及科学研究奠定基础。课程目标1：掌握风力发电的基础理论和基础概念；课程目标2：了解国内外风力发电的发展趋势，掌握风力发技术的原理、方法、特性的目前进展，并了解各种不同风力发电机组的基本结构及各部分的特性和发展现状；课程目标3：掌握风能发电技术的设计和应用的基础知识和基本原则，基本具备风电场选址、运行、维护能力以及风能发电工程设计、优化和管理的能力。（二）课程目标与毕业要求的对应关系本课程目标支持的主要毕业要求如下表：课程目标毕业要求1．掌握风力发电的基础理论和基础概念。毕业要求1：工程知识，能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决新能源勘查、开发与综合利用中的工程问题，具备工程科学思维和工程管理意识。2．了解国内外风力发电的发展趋势，掌握风力发技术的原理、方法、特性的目前进展，并了解各种不同风力发电机组的基本结构及各部分的特性和发展现状毕业要求4：研究，能够基于科学原理与方法，结合具体生产实践，分析、解决新能源勘查和开发利用中的技术问题。能够正确认识行业发展现状和趋势，具备文献信息提炼、归纳能力。能够提出工程问题的关键理论问题和技术难题，善于利用文献资料及团队技能开展初步科学研究与技术攻关。3．掌握风能发电技术的设计和应用的基础知识和基本原则，基本具备风电场选址、运行、维护能力以及风能发电工程设计、优化和管理的能力。毕业要求5：使用现代工具，能够针对新能源勘查、开发及综合利用中的问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，并掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。三、课程教学的基本内容及教学安排知识单元知识点学时数课程目标线下授课线上授课实验/实践1.绪论知识点1.1：风力发电的发展历史；知识点1.2：机组结构；知识点1.3：风力发电技术发展状况与展望；2课程目标12.风特性及风能知识点2.1：风的种类及其特性；知识点2.2：风的测量及其评估；知识点2.3：风能资源的评估及风电场选址概述；知识点2.4：风能转换的基本原理；知识点2.5：风力机的特性；2课程目标13.风力机的空气动力学知识点3.1：风力机叶片翼型知识点3.2：叶片翼型的几何参数与空气动力特性；知识点3.3：风力机叶片设计理论；知识点3.4：风力机运行特性；2课程目标24.风力发电机组的结构知识点4.1：水平轴风电机组的概述；知识点4.2：风轮的结构；知识点4.3：风电机组传动系统；知识点4.4：机舱、主机架与偏航系统；知识点4.5：塔架与基础；知识点4.6：风电机组的其他部件；2课程目标25.风力发电机组的控制机安全保护知识点5.1：风力发电机组的控制技术；知识点5.2：风力机控制；知识点5.3：风电机控制；知识点5.4：风力发电机组信号检测；知识点5.5：控制系统的执行机构；知识点5.6：风电机组的安全保护；4课程目标26.风电场的控制与运行知识点6.1：风电场电气设备构成；知识点6.2：电力系统负荷曲线；知识点6.3：电力系统中各类电源运行特性；知识点6.4：风电场接入电力系统；知识点6.5：含风电场电力系统及其运行方式；2课程目标27.风电场的规划与设计知识点7.1：我国风能资源分布特点及开发；知识点7.2：风能资源测量与评估；知识点7.3：风电场的宏观选址；知识点7.4：风电场的微观选址2课程目标3合计160四、本课程与其他课程的联系该课程是在完成了专业基础课及部分专业课的基础上开设的，先修课程为：《新能源科学与工程概论》、《新能源系统工程》、《新能源转化与利用》等。五、教材与其他教学资源（含教学参考书或在线资源）（一）建议教材[1]马广兴等.风力发电原理与技术[M].中国轻工业出版社,2018.（二）其他教学资源[1]卢为平.风力发电基础[M].化学工业出版社,2011.[2]吴双群.赵丹平主编，风力发电原理[M].北京大学出版社出版，2011.[3]徐大平.风力发电原理[M].机械工业,2011.[4]王建录等.风能与风力发电技术[M].化学工业出版社,2015.六、教学方法与学习建议授课方式：教学过程中采用多媒体课件的形式进行互动式教学，充分调动学生的主动性、积极性，使课堂成为积极互动的、高质高效的课堂。注重实用性。鼓励学生通过阅读参考文献、撰写课程论文、开展课堂讨论来与专业课相联系，注重理论知识的专业应用。通过课后布置适量思考题、练习题，引导学生自学，使学生深入理解基本原理和概念，提高分析和解决问题的能力。重点：包括风力发电的发展历史、机组结构，国内外的发展趋势；风的种类及其特性，风的测量及其评估，风能资源的评估及风电场选址概述，风能转换的基本原理，风力机的特性。难点：风力机叶片翼型、叶片翼型的几何参数与空气动力特性、风力机叶片设计理论、风力机运行特性；水平轴风电机组的概述，风轮的结构，风电机组传动系统，机舱、主机架与偏航系统，塔架与基础，风电机组的其他部件；风力发电机组的控制技术，风力机控制，风电机控制，风力发电机组信号检测，控制系统的执行机构，风电机组的安全保护。后续自主学习建议：风力发电技术的分类及应用、风力发电技术面临的现状及发展前景；风力发电技术在实际中的应用及发展趋势等。七、课程考核及成绩评定方式（一）课程考核考核方式：本课程成绩评定包括平时考核（平时到课率统计）、过程考核（随堂问答、课堂测验、课后作业）和终结性评价（期末考试）三部分，其中平时成绩占课程总成绩的10％，过程成绩占课程总成绩的30％，终结性评价成绩占课程总成绩的60％。具体要求及评分方法如下：平时成绩：出勤成绩采用扣分制，每缺勤一次扣平时成绩1分，每迟到或早退一次扣平时成绩0.5分，无故旷课4次以上者取消本次课程成绩，占总成绩的10%。过程成绩：课堂测验、课后作业要求学生必须独立完成，未按时提交作业或作业有抄袭（雷同）现象的，该次作业成绩按零分计，占总成绩的30%。终结性评价：形式为开卷考试，其成绩占总成绩的60%。（二）课程目标与考核内容的关系课程具体目标与知识单元和考试内容的关系如下：课程目标知识单元考试内容1．掌握风力发电的基础理论和基础概念。1.绪论；2.风特性及风能；考核知识点：风力发电的发展历史、机组结构，国内外的发展趋势；风的种类及其特性，风的测量及其评估，风能资源的评估及风电场选址概述，风能转换的基本原理，风力机的特性；考核要求：要求学生了解风力发电的发展历史、机组结构，国内外的发展趋势；掌握风的种类及其特性，学会风的测量及其评估方法，风能资源的评估及风电场选址方法，以及掌握风能转换的基本原理和风力机的特性。2．了解国内外风力发电的发展趋势，掌握风力发技术的原理、方法、特性的目前进展，并了解各种不同风力发电机组的基本结构及各部分的特性和发展现状3.风力机的空气动力学4.风力发电机组的结构5.风力发电机组的控制机安全保护6.风电场的控制与运行考核知识点：风力机叶片翼型、叶片翼型的几何参数与空气动力特性、风力机叶片设计理论、风力机运行特性；水平轴风电机组的概述，风轮的结构，风电机组传动系统，机舱、主机架与偏航系统，塔架与基础，风电机组的其他部件；风力发电机组的控制技术，风力机控制，风电机控制，风力发电机组信号检测，控制系统的执行机构，风电机组的安全保护考核要求：要求学生了解风力发电机组的控制技术、掌握风力机控制，风电机控制，风力发电机组信号检测操作步骤、了解控制系统的执行机构以及如何进行风电机组的安