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(chēng)：風(fēng)力發(fā)電WindPowerGeneration課程編號(hào)：061061290課程性質(zhì)：□必修選修課程類(lèi)別：□通識(shí)課程專(zhuān)業(yè)課程￡實(shí)踐教學(xué)適用專(zhuān)業(yè)：新能源科學(xué)與工程課程學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)16，其中理論16、實(shí)驗(yàn)0課程學(xué)分：1應(yīng)開(kāi)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(jiǎn)介《風(fēng)力發(fā)電》是新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的重要專(zhuān)業(yè)課。本課程課堂教學(xué)共16學(xué)時(shí)，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(jī)的基本機(jī)構(gòu)、風(fēng)能資源、風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行技術(shù)等。學(xué)習(xí)使學(xué)生了解國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)，掌握風(fēng)力發(fā)電的基本原理，風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(píng)估方法，熟悉風(fēng)電場(chǎng)選址、運(yùn)行、維護(hù)的基本概念和技術(shù)，為學(xué)習(xí)后繼課程以及從事本專(zhuān)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(shí)，為學(xué)生今后從事新能源工程的設(shè)計(jì)、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(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)，掌握風(fēng)力發(fā)技術(shù)的原理、方法、特性的目前進(jìn)展，并了解各種不同風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jì)和應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)和基本原則，基本具備風(fēng)電場(chǎng)選址、運(yùn)行、維護(hù)能力以及風(fēng)能發(fā)電工程設(shè)計(jì)、優(yōu)化和管理的能力。（二）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)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(shí)，能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于解決新能源勘查、開(kāi)發(fā)與綜合利用中的工程問(wèn)題，具備工程科學(xué)思維和工程管理意識(shí)。2．了解國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)，掌握風(fēng)力發(fā)技術(shù)的原理、方法、特性的目前進(jìn)展，并了解各種不同風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(shí)踐，分析、解決新能源勘查和開(kāi)發(fā)利用中的技術(shù)問(wèn)題。能夠正確認(rèn)識(shí)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，具備文獻(xiàn)信息提煉、歸納能力。能夠提出工程問(wèn)題的關(guān)鍵理論問(wèn)題和技術(shù)難題，善于利用文獻(xiàn)資料及團(tuán)隊(duì)技能開(kāi)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(jì)和應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)和基本原則，基本具備風(fēng)電場(chǎng)選址、運(yùn)行、維護(hù)能力以及風(fēng)能發(fā)電工程設(shè)計(jì)、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(duì)新能源勘查、開(kāi)發(fā)及綜合利用中的問(wèn)題，開(kāi)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(xiàn)檢索、資料查詢(xún)及運(yùn)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(shí)單元知識(shí)點(diǎn)學(xué)時(shí)數(shù)課程目標(biāo)線下授課線上授課實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐1.緒論知識(shí)點(diǎn)1.1：風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展歷史；知識(shí)點(diǎn)1.2：機(jī)組結(jié)構(gòu)；知識(shí)點(diǎn)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(shí)點(diǎn)2.1：風(fēng)的種類(lèi)及其特性；知識(shí)點(diǎn)2.2：風(fēng)的測(cè)量及其評(píng)估；知識(shí)點(diǎn)2.3：風(fēng)能資源的評(píng)估及風(fēng)電場(chǎng)選址概述；知識(shí)點(diǎn)2.4：風(fēng)能轉(zhuǎn)換的基本原理；知識(shí)點(diǎn)2.5：風(fēng)力機(jī)的特性；2課程目標(biāo)13.風(fēng)力機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)知識(shí)點(diǎn)3.1：風(fēng)力機(jī)葉片翼型知識(shí)點(diǎn)3.2：葉片翼型的幾何參數(shù)與空氣動(dòng)力特性；知識(shí)點(diǎn)3.3：風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)理論；知識(shí)點(diǎn)3.4：風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性；2課程目標(biāo)24.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)4.1：水平軸風(fēng)電機(jī)組的概述；知識(shí)點(diǎn)4.2：風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)；知識(shí)點(diǎn)4.3：風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)；知識(shí)點(diǎn)4.4：機(jī)艙、主機(jī)架與偏航系統(tǒng)；知識(shí)點(diǎn)4.5：塔架與基礎(chǔ)；知識(shí)點(diǎn)4.6：風(fēng)電機(jī)組的其他部件；2課程目標(biāo)25.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制機(jī)安全保護(hù)知識(shí)點(diǎn)5.1：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)；知識(shí)點(diǎn)5.2：風(fēng)力機(jī)控制；知識(shí)點(diǎn)5.3：風(fēng)電機(jī)控制；知識(shí)點(diǎn)5.4：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組信號(hào)檢測(cè)；知識(shí)點(diǎn)5.5：控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；知識(shí)點(diǎn)5.6：風(fēng)電機(jī)組的安全保護(hù)；4課程目標(biāo)26.風(fēng)電場(chǎng)的控制與運(yùn)行知識(shí)點(diǎn)6.1：風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備構(gòu)成；知識(shí)點(diǎn)6.2：電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線；知識(shí)點(diǎn)6.3：電力系統(tǒng)中各類(lèi)電源運(yùn)行特性；知識(shí)點(diǎn)6.4：風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)；知識(shí)點(diǎn)6.5：含風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)及其運(yùn)行方式；2課程目標(biāo)27.風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)7.1：我國(guó)風(fēng)能資源分布特點(diǎn)及開(kāi)發(fā)；知識(shí)點(diǎn)7.2：風(fēng)能資源測(cè)量與評(píng)估；知識(shí)點(diǎn)7.3：風(fēng)電場(chǎng)的宏觀選址；知識(shí)點(diǎn)7.4：風(fēng)電場(chǎng)的微觀選址2課程目標(biāo)3合計(jì)160四、本課程與其他課程的聯(lián)系該課程是在完成了專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課及部分專(zhuān)業(yè)課的基礎(chǔ)上開(kāi)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(shū)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(guó)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(jī)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(guò)程中采用多媒體課件的形式進(jìn)行互動(dòng)式教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性，使課堂成為積極互動(dòng)的、高質(zhì)高效的課堂。注重實(shí)用性。鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)閱讀參考文獻(xiàn)、撰寫(xiě)課程論文、開(kāi)展課堂討論來(lái)與專(zhuān)業(yè)課相聯(lián)系，注重理論知識(shí)的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用。通過(guò)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(wèn)題的能力。重點(diǎn)：包括風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展歷史、機(jī)組結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)；風(fēng)的種類(lèi)及其特性，風(fēng)的測(cè)量及其評(píng)估，風(fēng)能資源的評(píng)估及風(fēng)電場(chǎng)選址概述，風(fēng)能轉(zhuǎn)換的基本原理，風(fēng)力機(jī)的特性。難點(diǎn)：風(fēng)力機(jī)葉片翼型、葉片翼型的幾何參數(shù)與空氣動(dòng)力特性、風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)理論、風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性；水平軸風(fēng)電機(jī)組的概述，風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)，風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)艙、主機(jī)架與偏航系統(tǒng)，塔架與基礎(chǔ)，風(fēng)電機(jī)組的其他部件；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)，風(fēng)力機(jī)控制，風(fēng)電機(jī)控制，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組信號(hào)檢測(cè)，控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，風(fēng)電機(jī)組的安全保護(hù)。后續(xù)自主學(xué)習(xí)建議：風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的分類(lèi)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(shí)際中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)等。七、課程考核及成績(jī)?cè)u(píng)定方式（一）課程考核考核方式：本課程成績(jī)?cè)u(píng)定包括平時(shí)考核（平時(shí)到課率統(tǒng)計(jì)）、過(guò)程考核（隨堂問(wèn)答、課堂測(cè)驗(yàn)、課后作業(yè)）和終結(jié)性評(píng)價(jià)（期末考試）三部分，其中平時(shí)成績(jī)占課程總成績(jī)的10％，過(guò)程成績(jī)占課程總成績(jī)的30％，終結(jié)性評(píng)價(jià)成績(jī)占課程總成績(jī)的60％。具體要求及評(píng)分方法如下：平時(shí)成績(jī)：出勤成績(jī)采用扣分制，每缺勤一次扣平時(shí)成績(jī)1分，每遲到或早退一次扣平時(shí)成績(jī)0.5分，無(wú)故曠課4次以上者取消本次課程成績(jī)，占總成績(jī)的10%。過(guò)程成績(jī)：課堂測(cè)驗(yàn)、課后作業(yè)要求學(xué)生必須獨(dú)立完成，未按時(shí)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(jī)按零分計(jì)，占總成績(jī)的30%。終結(jié)性評(píng)價(jià)：形式為開(kāi)卷考試，其成績(jī)占總成績(jī)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(shí)單元和考試內(nèi)容的關(guān)系如下：課程目標(biāo)知識(shí)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(shí)點(diǎn)：風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展歷史、機(jī)組結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)；風(fēng)的種類(lèi)及其特性，風(fēng)的測(cè)量及其評(píng)估，風(fēng)能資源的評(píng)估及風(fēng)電場(chǎng)選址概述，風(fēng)能轉(zhuǎn)換的基本原理，風(fēng)力機(jī)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(jī)組結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)；掌握風(fēng)的種類(lèi)及其特性，學(xué)會(huì)風(fēng)的測(cè)量及其評(píng)估方法，風(fēng)能資源的評(píng)估及風(fēng)電場(chǎng)選址方法，以及掌握風(fēng)能轉(zhuǎn)換的基本原理和風(fēng)力機(jī)的特性。2．了解國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)，掌握風(fēng)力發(fā)技術(shù)的原理、方法、特性的目前進(jìn)展，并了解各種不同風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)4.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)5.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制機(jī)安全保護(hù)6.風(fēng)電場(chǎng)的控制與運(yùn)行考核知識(shí)點(diǎn)：風(fēng)力機(jī)葉片翼型、葉片翼型的幾何參數(shù)與空氣動(dòng)力特性、風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)理論、風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性；水平軸風(fēng)電機(jī)組的概述，風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)，風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)艙、主機(jī)架與偏航系統(tǒng)，塔架與基礎(chǔ)，風(fēng)電機(jī)組的其他部件；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)，風(fēng)力機(jī)控制，風(fēng)電機(jī)控制，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組信號(hào)檢測(cè)，控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，風(fēng)電機(jī)組的安全保護(hù)考核要求：要求學(xué)生了解風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)、掌握風(fēng)力機(jī)控制，風(fēng)電機(jī)控制，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組信號(hào)檢測(cè)操作步驟、了解控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及如何進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組的安