風(fēng)力發(fā)電課程教學(xué)大綱

《風(fēng)力發(fā)電》課程教學(xué)大綱課程名稱：風(fēng)力發(fā)電WindPowerGeneration課程編號：061061290課程性質(zhì)：□必修選修課程類別：□通識課程專業(yè)課程￡實踐教學(xué)適用專業(yè)：新能源科學(xué)與工程課程學(xué)時：總學(xué)時16，其中理論16、實驗0課程學(xué)分：1應(yīng)開課學(xué)期：第七學(xué)期先修課程：任課學(xué)院、系部：能源科學(xué)與工程學(xué)院新能源科學(xué)與工程系一、課程簡介《風(fēng)力發(fā)電》是新能源科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的重要專業(yè)課。本課程課堂教學(xué)共16學(xué)時，本課程主要講述了風(fēng)力發(fā)電的歷史發(fā)展、風(fēng)力發(fā)電的基本原理、風(fēng)力發(fā)電機的基本機構(gòu)、風(fēng)能資源、風(fēng)電場運行技術(shù)等。學(xué)習(xí)使學(xué)生了解國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢，掌握風(fēng)力發(fā)電的基本原理，風(fēng)力發(fā)電機組的基本結(jié)構(gòu)及各部分的特性，了解風(fēng)能資源的基本情況及評估方法，熟悉風(fēng)電場選址、運行、維護的基本概念和技術(shù)，為學(xué)習(xí)后繼課程以及從事本專業(yè)工程技術(shù)工作提供必要的理論基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)的目標(biāo)及與畢業(yè)要求的關(guān)系（一）課程目標(biāo)課程總目標(biāo)：使學(xué)生掌握風(fēng)力發(fā)電相關(guān)知識，為學(xué)生今后從事新能源工程的設(shè)計、生產(chǎn)技術(shù)管理及科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。課程目標(biāo)1：掌握風(fēng)力發(fā)電的基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)概念；課程目標(biāo)2：了解國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢，掌握風(fēng)力發(fā)技術(shù)的原理、方法、特性的目前進展，并了解各種不同風(fēng)力發(fā)電機組的基本結(jié)構(gòu)及各部分的特性和發(fā)展現(xiàn)狀；課程目標(biāo)3：掌握風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的設(shè)計和應(yīng)用的基礎(chǔ)知識和基本原則，基本具備風(fēng)電場選址、運行、維護能力以及風(fēng)能發(fā)電工程設(shè)計、優(yōu)化和管理的能力。（二）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系本課程目標(biāo)支持的主要畢業(yè)要求如下表：課程目標(biāo)畢業(yè)要求1．掌握風(fēng)力發(fā)電的基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)概念。畢業(yè)要求1：工程知識，能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決新能源勘查、開發(fā)與綜合利用中的工程問題，具備工程科學(xué)思維和工程管理意識。2．了解國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢，掌握風(fēng)力發(fā)技術(shù)的原理、方法、特性的目前進展，并了解各種不同風(fēng)力發(fā)電機組的基本結(jié)構(gòu)及各部分的特性和發(fā)展現(xiàn)狀畢業(yè)要求4：研究，能夠基于科學(xué)原理與方法，結(jié)合具體生產(chǎn)實踐，分析、解決新能源勘查和開發(fā)利用中的技術(shù)問題。能夠正確認識行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，具備文獻信息提煉、歸納能力。能夠提出工程問題的關(guān)鍵理論問題和技術(shù)難題，善于利用文獻資料及團隊技能開展初步科學(xué)研究與技術(shù)攻關(guān)。3．掌握風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的設(shè)計和應(yīng)用的基礎(chǔ)知識和基本原則，基本具備風(fēng)電場選址、運行、維護能力以及風(fēng)能發(fā)電工程設(shè)計、優(yōu)化和管理的能力。畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具，能夠針對新能源勘查、開發(fā)及綜合利用中的問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，并掌握文獻檢索、資料查詢及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法。三、課程教學(xué)的基本內(nèi)容及教學(xué)安排知識單元知識點學(xué)時數(shù)課程目標(biāo)線下授課線上授課實驗/實踐1.緒論知識點1.1：風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展歷史；知識點1.2：機組結(jié)構(gòu)；知識點1.3：風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r與展望；2課程目標(biāo)12.風(fēng)特性及風(fēng)能知識點2.1：風(fēng)的種類及其特性；知識點2.2：風(fēng)的測量及其評估；知識點2.3：風(fēng)能資源的評估及風(fēng)電場選址概述；知識點2.4：風(fēng)能轉(zhuǎn)換的基本原理；知識點2.5：風(fēng)力機的特性；2課程目標(biāo)13.風(fēng)力機的空氣動力學(xué)知識點3.1：風(fēng)力機葉片翼型知識點3.2：葉片翼型的幾何參數(shù)與空氣動力特性；知識點3.3：風(fēng)力機葉片設(shè)計理論；知識點3.4：風(fēng)力機運行特性；2課程目標(biāo)24.風(fēng)力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)知識點4.1：水平軸風(fēng)電機組的概述；知識點4.2：風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)；知識點4.3：風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)；知識點4.4：機艙、主機架與偏航系統(tǒng)；知識點4.5：塔架與基礎(chǔ)；知識點4.6：風(fēng)電機組的其他部件；2課程目標(biāo)25.風(fēng)力發(fā)電機組的控制機安全保護知識點5.1：風(fēng)力發(fā)電機組的控制技術(shù)；知識點5.2：風(fēng)力機控制；知識點5.3：風(fēng)電機控制；知識點5.4：風(fēng)力發(fā)電機組信號檢測；知識點5.5：控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)；知識點5.6：風(fēng)電機組的安全保護；4課程目標(biāo)26.風(fēng)電場的控制與運行知識點6.1：風(fēng)電場電氣設(shè)備構(gòu)成；知識點6.2：電力系統(tǒng)負荷曲線；知識點6.3：電力系統(tǒng)中各類電源運行特性；知識點6.4：風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)；知識點6.5：含風(fēng)電場電力系統(tǒng)及其運行方式；2課程目標(biāo)27.風(fēng)電場的規(guī)劃與設(shè)計知識點7.1：我國風(fēng)能資源分布特點及開發(fā)；知識點7.2：風(fēng)能資源測量與評估；知識點7.3：風(fēng)電場的宏觀選址；知識點7.4：風(fēng)電場的微觀選址2課程目標(biāo)3合計160四、本課程與其他課程的聯(lián)系該課程是在完成了專業(yè)基礎(chǔ)課及部分專業(yè)課的基礎(chǔ)上開設(shè)的，先修課程為：《新能源科學(xué)與工程概論》、《新能源系統(tǒng)工程》、《新能源轉(zhuǎn)化與利用》等。五、教材與其他教學(xué)資源（含教學(xué)參考書或在線資源）（一）建議教材[1]馬廣興等.風(fēng)力發(fā)電原理與技術(shù)[M].中國輕工業(yè)出版社,2018.（二）其他教學(xué)資源[1]盧為平.風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2011.[2]吳雙群.趙丹平主編，風(fēng)力發(fā)電原理[M].北京大學(xué)出版社出版，2011.[3]徐大平.風(fēng)力發(fā)電原理[M].機械工業(yè),2011.[4]王建錄等.風(fēng)能與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2015.六、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)建議授課方式：教學(xué)過程中采用多媒體課件的形式進行互動式教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性，使課堂成為積極互動的、高質(zhì)高效的課堂。注重實用性。鼓勵學(xué)生通過閱讀參考文獻、撰寫課程論文、開展課堂討論來與專業(yè)課相聯(lián)系，注重理論知識的專業(yè)應(yīng)用。通過課后布置適量思考題、練習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，使學(xué)生深入理解基本原理和概念，提高分析和解決問題的能力。重點：包括風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展歷史、機組結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外的發(fā)展趨勢；風(fēng)的種類及其特性，風(fēng)的測量及其評估，風(fēng)能資源的評估及風(fēng)電場選址概述，風(fēng)能轉(zhuǎn)換的基本原理，風(fēng)力機的特性。難點：風(fēng)力機葉片翼型、葉片翼型的幾何參數(shù)與空氣動力特性、風(fēng)力機葉片設(shè)計理論、風(fēng)力機運行特性；水平軸風(fēng)電機組的概述，風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)，風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)，機艙、主機架與偏航系統(tǒng)，塔架與基礎(chǔ)，風(fēng)電機組的其他部件；風(fēng)力發(fā)電機組的控制技術(shù)，風(fēng)力機控制，風(fēng)電機控制，風(fēng)力發(fā)電機組信號檢測，控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，風(fēng)電機組的安全保護。后續(xù)自主學(xué)習(xí)建議：風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的分類及應(yīng)用、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)面臨的現(xiàn)狀及發(fā)展前景；風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在實際中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢等。七、課程考核及成績評定方式（一）課程考核考核方式：本課程成績評定包括平時考核（平時到課率統(tǒng)計）、過程考核（隨堂問答、課堂測驗、課后作業(yè)）和終結(jié)性評價（期末考試）三部分，其中平時成績占課程總成績的10％，過程成績占課程總成績的30％，終結(jié)性評價成績占課程總成績的60％。具體要求及評分方法如下：平時成績：出勤成績采用扣分制，每缺勤一次扣平時成績1分，每遲到或早退一次扣平時成績0.5分，無故曠課4次以上者取消本次課程成績，占總成績的10%。過程成績：課堂測驗、課后作業(yè)要求學(xué)生必須獨立完成，未按時提交作業(yè)或作業(yè)有抄襲（雷同）現(xiàn)象的，該次作業(yè)成績按零分計，占總成績的30%。終結(jié)性評價：形式為開卷考試，其成績占總成績的60%。（二）課程目標(biāo)與考核內(nèi)容的關(guān)系課程具體目標(biāo)與知識單元和考試內(nèi)容的關(guān)系如下：課程目標(biāo)知識單元考試內(nèi)容1．掌握風(fēng)力發(fā)電的基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)概念。1.緒論；2.風(fēng)特性及風(fēng)能；考核知識點：風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展歷史、機組結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外的發(fā)展趨勢；風(fēng)的種類及其特性，風(fēng)的測量及其評估，風(fēng)能資源的評估及風(fēng)電場選址概述，風(fēng)能轉(zhuǎn)換的基本原理，風(fēng)力機的特性；考核要求：要求學(xué)生了解風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展歷史、機組結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外的發(fā)展趨勢；掌握風(fēng)的種類及其特性，學(xué)會風(fēng)的測量及其評估方法，風(fēng)能資源的評估及風(fēng)電場選址方法，以及掌握風(fēng)能轉(zhuǎn)換的基本原理和風(fēng)力機的特性。2．了解國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢，掌握風(fēng)力發(fā)技術(shù)的原理、方法、特性的目前進展，并了解各種不同風(fēng)力發(fā)電機組的基本結(jié)構(gòu)及各部分的特性和發(fā)展現(xiàn)狀3.風(fēng)力機的空氣動力學(xué)4.風(fēng)力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)5.風(fēng)力發(fā)電機組的控制機安全保護6.風(fēng)電場的控制與運行考核知識點：風(fēng)力機葉片翼型、葉片翼型的幾何參數(shù)與空氣動力特性、風(fēng)力機葉片設(shè)計理論、風(fēng)力機運行特性；水平軸風(fēng)電機組的概述，風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)，風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)，機艙、主機架與偏航系統(tǒng)，塔架與基礎(chǔ)，風(fēng)電機組的其他部件；風(fēng)力發(fā)電機組的控制技術(shù)，風(fēng)力機控制，風(fēng)電機控制，風(fēng)力發(fā)電機組信號檢測，控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，風(fēng)電機組的安全保護考核要求：要求學(xué)生了解風(fēng)力發(fā)電機組的控制技術(shù)、掌握風(fēng)力機控制，風(fēng)電機控制，風(fēng)力發(fā)電機組信號檢測操作步驟、了解控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)以及如何進行風(fēng)電機組的安