风力发电技术基础
一、课程说明
课程编号： 100311Z10
课程名称：风力发电技术基础/Fundamentals of Wind Power Technology
课程类别：专业教育课程学时/学分：32/2
先修课程：工程流体力学、能源系统控制技术
适用专业：新能源科学与工程
教材:  王亚荣，耿春景等.  风力发电技术 [M].中国电力出版社，2012.
教材、教学参考书：
1.田德.  风能转换原理技术与工程[M]. 待出版
2.徐大平.  风力发电原理[M].  机械工业出版社，2011.
3.叶杭冶. 风力发电机组的控制技术[M].  机械工业出版社，2015.
4.黄守道.  直驱永磁风力发电机设计及并网控制[M].  电子工业出版社，2014.
二风能发电原理、课程设置的目的意义
风力发电技术基础课程是为新能源科学与工程专业设立的拓展知识体系的专业课，课程的设置目的是让学生通过学习风力发电技术基础这门清洁能源与可再生能源学科的课程，了解风的特性及我国的风能资源分布特点，将风能资源评估、风电厂选址、建设与运行维护联系起来，构建风力发电技术的知识体系，建立风能资源等清洁能源与可再生能源的利用意识，结合本专业的要求，既关注太阳能等清洁能源与可再生能源发展，也关注风能资源开发利用的技术与应用趋势，有利于创新性的开发风能发电的技术与设备，扩展专业领域，为全面从事新能源科学与工程的研究开发工作奠定基础。
三、课程的基本要求
知识：掌握风力机的发展史，世界风能发展状况，风的特性及我国的风能资源分布特点，风能资源评估，风力机的基本组成，水平轴并网型风力机的基本工作原理，风电场项目规划与
选址，风力机的选型、运输与安装，风电场与电力系统的关系，风能系统的经济评价方式，风能系统的成本构成，以及世界可再生能源状况、全球和中国的可再生能源政策。
能力：风力发电指利用风力发电机组直接将风能转化为电能的发电方式，是风能利用的主要形式，也是目前可再生能源中技术最为成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一，对减少温室效应，保持生态平衡，改善电力结构将起到重要作用。本课程从应用的角度介绍风力发电技术的基础知识，通过本课程的学生的学习，学生初步掌握风能资源评估的方法、具备风电场项目规划、选址、建设，正常运行与维护的技术能力。通过后续的进一步学习培养解决复杂工程问题的能力；掌握最基本的风电场设计理念，针对具体问题提出有效的解决方案；结合实践教学培养创新意识，提高分析、发现、研究和解决问题的能力；
素质：建立环境保护与发展清洁能源、可再生能源密切相关的理念，通过课程中的分析讨论辩论培养分析沟通交流素质，建立大力发展清洁能源与可再生能源的思维模式，提升学生对风能资源是一种重要的清洁能源与可再生能源的专业认知。通过课外导学的模式，提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。
四、教学内容、重点难点及教学设计
章节
教学内容
总
学
时
学时分配
教学重点
教学难点
教学方案设
计（含教学方法、教学手段）
讲课
(含研讨)
实践
第 1 章绪论
介绍国内外风能利用及风力发电历史、风能资源与开发前景、风电机组设计标准
2
2
0
介绍风能利用及风力发电历史、中国风能资源与开发前景、风电机组相关设计  标准
风力发电技术现状与  发展
利用PPT并结合自己做的研究进行  讲述
第 2 章风能及其转换原理
介绍风的种类及其特性、风电场选址；风能转换基本原理、风力机的特性
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2
0
介绍风的种类及其特性、风电场选址概述及实例
风的测量与估计、风能资源评估
基础内容用 PPT 展示，结合实例讲述风能资源评估
2
0
讲解风能转换基本原理、风力机的特性
风能转换原理及提升效率的方法
基础内容用 PPT 展示，结合实例讲述风能转换基本 原理
第 3 章风力发电机组的结构
介绍风力发电机组的各个组成部分；风力发电机的构成原理
4
2
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介绍风力发电机组的各个组成  部分
风力发电机组传动系统
PPT 讲述，风力发电机组的各个组成部分结合动画讲述
2
0
几种典型的风力发电机的构成  原理
偏航和解缆系统工作  原理
PPT 讲述，几种典型的风力发电机的构成并结合动画讲述偏航和解缆系统原理
第 4 章风力发电机
介绍发电机的工作原理、风力发电机设计总论，风力发电机载负来源及设计，风力发电机组的控制
技术
6
2
2
介绍发电机的工作原理、风力发电机设计总论
风力发电机的并网运行的工作原理与过程、风力发电机的功率曲线
引导学生，通过与学生互动，让学生对发电机工作原理、风力发电机的设计有更好的理解
2
0
风力发电机载负来源及设计
风力发电机载负设计
引导学生，通过与学生互动，让学生对风力发电机的载负来源及设计有更好的理解
第 5 章风力发电机组的控制及安全
保护
介绍风力发电机组的控制技术，讲述风力发电机组技术
性能
要求，风电机组的安全保护及风电场的运行
维护
6
2
0
介绍风力发电机组的控制技术、风力机控制、发电机控制
风力发电机组信号检测、控制系统的执行机构
结合当前风力发电机组的控制技术情况与学生交流讲述
2
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讲述风力发电机
组产品质量要求及技术性能要求
风力发电机
组的技术性能与安全控制的关系
结合当前国内
外几大主流风力发电机组的产品质量与性能情况与学生交流讲述
2
0
风电机组的安全保护及风电场的运行维护
安全事故的预防与抢修
结合国内外风电场已发生的安全事故实例与学生交流  讲述
第 6 章风力发电机组
介绍风力发电机组及其发展、风力机基本原理，风力发电机组的特点与风电场开发程序
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介绍垂直轴风力发电机组及其发展、垂直轴风力机基本原理
水平轴与垂直轴风力机的对比
PPT 讲述，通过水平轴与垂直轴风力机的对比，让学生有更好的理解
2
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垂直轴风力发电机组的特点、最佳风力发电机选择与风电场开发程序
最佳风力发电机选择
PPT 讲述，通过垂直轴风力机与其它类型风力发电机组的对比，让学生能更好地掌握最佳风力发电机的选择方法和风电开发程序
第 7 章离网风力发电系统
介绍离网风力发电机组的应用、微（小）型风力发电机组结构、互补发电系统
2
2
0
介绍离网风力发电机组的应用、微（小）型风力发电机组结构、互补发电系统、储能装置
离网风力发电机组的工作原理与  过程
PPT 讲述，通过比较并网和离网风力发电机组的工作原理与过程，让学生有更好的理解
实验 2 学时
期终总复习  2 学时
合计 32 学时
五、实践教学内容和基本要求实验课时计入本课程学时
实验名称
实验内容
学时
基本要求
WAsP 软件的上机学习与实践
学习 Wasp 软件的使用方法
2
每个学生必须掌握 WAsP 软件的基本用法，2~3 人组成一个小组完成某个地区的风资源评估和风电场的选址。
六、考核方式及成绩评定
教学过程中采取讲授、讨论、分析、作业、课前导学的方式进行，注重过程考核，考核方式包括：笔试、作业、讨论、辩论、课内互动，课外阅读等；过程考核占总评成绩的40%，期末考试点60%。
考核方式
考核内容
成绩比例（%）
备注
课内互动和抢答
基本知识，学习主动性
10
专题讨论和辩论
分析能力，交流素质
10
分组进行
作业
创新和解决问题能力
10
课程考勤
主动性和团队素质
10
期末考试
课程知识和分析能力
60
七、大纲主撰人：                    大纲审核人：