風(fēng)能工程考核大綱

風(fēng)能工程考核大綱（WindEnergyEngineering）課程基本信息課程編號(hào)：04021213課程學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)課程學(xué)分：2.0一、課程的性質(zhì)和地位《風(fēng)能工程》是農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課。風(fēng)能是一種清潔的可再生能源，作為后續(xù)能源的重要組成部分,對(duì)提高我國(guó)能源供應(yīng)的多樣性和安全性具有積極貢獻(xiàn)。本課程主要講授風(fēng)能基礎(chǔ)理論和以風(fēng)力發(fā)電為代表的風(fēng)能應(yīng)用技術(shù)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)能夠掌握風(fēng)能基礎(chǔ)理論、風(fēng)力機(jī)工作原理、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特征，了解風(fēng)能資源評(píng)價(jià)方法以及風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的選址、維護(hù)、管理等相關(guān)工程技術(shù)知識(shí)，使學(xué)生具備應(yīng)用風(fēng)能工程的知識(shí)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電工程設(shè)計(jì)及對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析和計(jì)算的能力，從而有利于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，減少能源進(jìn)口壓力。二、理論教學(xué)部分的考核目標(biāo)掌握風(fēng)能的基礎(chǔ)理論知識(shí)、風(fēng)力機(jī)工作原理及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)和運(yùn)行調(diào)節(jié)，了解風(fēng)能資源評(píng)價(jià)方法、風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)選址、風(fēng)力機(jī)組運(yùn)行維護(hù)和風(fēng)電場(chǎng)管理等基本知識(shí)，能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)計(jì)算和設(shè)計(jì)，了解風(fēng)力制熱、風(fēng)力提水等風(fēng)能利用的其他應(yīng)用形式。第一章緒論（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：我國(guó)風(fēng)能利用發(fā)展歷史。2.一般掌握：我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的布局和國(guó)家的相關(guān)政策。3.熟練掌握：我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及主要發(fā)展形勢(shì)。（二）考核內(nèi)容考核世界和我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及環(huán)境對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展的影響，達(dá)到全面了解風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的政治、環(huán)境、技術(shù)、社會(huì)等相關(guān)情況。（三）考核要求1.識(shí)記：風(fēng)力機(jī)定義，代表性的風(fēng)電場(chǎng)。2.領(lǐng)會(huì)：世界風(fēng)電發(fā)展史，中國(guó)風(fēng)電政策。3.分析：環(huán)境對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展的影響，出現(xiàn)棄風(fēng)限電的原因。4.綜合：促使風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的原因。第二章風(fēng)與風(fēng)能（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：風(fēng)能形成的主要影響因素、大氣環(huán)流及我國(guó)風(fēng)能資源區(qū)劃和分布特點(diǎn)。2.一般掌握：海陸風(fēng)、山谷風(fēng)、季風(fēng)的形成原因及風(fēng)能密度、風(fēng)向玫瑰圖、風(fēng)頻特征分布等。3.熟練掌握：風(fēng)能資源的數(shù)學(xué)描述。（二）考核內(nèi)容考核海陸風(fēng)、山谷風(fēng)、季風(fēng)的形成原因和影響風(fēng)能的主要因素，風(fēng)能密度、風(fēng)向玫瑰圖、風(fēng)頻分布、有效風(fēng)能等主要概念，我國(guó)風(fēng)能資源規(guī)劃指標(biāo)體系及風(fēng)能資源分布特征。使學(xué)生能夠根據(jù)大氣運(yùn)動(dòng)分析三維空間風(fēng)的形成，并掌握風(fēng)能相關(guān)簡(jiǎn)單計(jì)算。（三）考核要求1.識(shí)記：風(fēng)的形成原因，風(fēng)能密度、風(fēng)頻、有效風(fēng)能等主要概念。2.領(lǐng)會(huì)：海陸風(fēng)、山谷風(fēng)、季風(fēng)的形成原因，空氣密度、溫度、壓差對(duì)風(fēng)能密度的影響。3.應(yīng)用：正確識(shí)別風(fēng)向玫瑰圖，風(fēng)能資源的數(shù)學(xué)表達(dá)。4.分析：能夠根據(jù)風(fēng)能資源規(guī)劃指標(biāo)，分析風(fēng)能資源豐富程度。5.綜合：能利用測(cè)試工具測(cè)試當(dāng)?shù)仫L(fēng)能基本參數(shù)并根據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)繪制風(fēng)向玫瑰圖和風(fēng)頻圖。第三章風(fēng)力發(fā)電基本原理（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：風(fēng)力機(jī)的分類、葉素理論、渦流理論、動(dòng)量定理。2.一般掌握：翼型和翼型的特征表達(dá)；貝茲極限；攻角對(duì)升力和阻力的影響；風(fēng)力機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)特性。3.熟練掌握：水平軸風(fēng)力機(jī)和垂直軸風(fēng)力機(jī)的工作原理和特性；翼型幾何參數(shù)及其對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)特性的影響。（二）考核內(nèi)容本章主要考核風(fēng)力機(jī)基本空氣動(dòng)力學(xué)理論，主要包括風(fēng)力機(jī)的受力分析及力學(xué)表達(dá)，理解風(fēng)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程及風(fēng)能利用的最大理論極限，使學(xué)生具備設(shè)計(jì)風(fēng)力機(jī)葉片的基礎(chǔ)理論。（三）考核要求1.識(shí)記：貝茲極限值，翼型的特征表達(dá)相關(guān)參數(shù)定義。2.領(lǐng)會(huì)：風(fēng)力機(jī)受力的主要影響因素，水平軸風(fēng)力機(jī)和垂直軸風(fēng)力機(jī)特點(diǎn)和各自優(yōu)勢(shì)。3.應(yīng)用：能夠應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)特性及攻角與升力和阻力的關(guān)系，提出葉片設(shè)計(jì)改進(jìn)的方法。4.分析：根據(jù)翼型幾何參數(shù)分析出翼型受力特性。第四章風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)系統(tǒng)，機(jī)艙、通風(fēng)散熱等輔助系統(tǒng)組成。2.一般掌握：水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及組成。3.熟練掌握：水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成，偏航系統(tǒng)組成及工作特性。（二）考核內(nèi)容本章主要考核風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)組成及運(yùn)行特點(diǎn)，明確風(fēng)力發(fā)電機(jī)各組成單元在系統(tǒng)運(yùn)行中的作用及主要調(diào)節(jié)形式，使學(xué)生從主觀和感官上對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組構(gòu)成有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，且能夠識(shí)別機(jī)組的組成的各個(gè)設(shè)備。（三）考核要求1.識(shí)記：葉片類型、材料特點(diǎn)，輪轂連接方式及特點(diǎn)。2.領(lǐng)會(huì)：塔架、塔架基礎(chǔ)、齒輪箱、調(diào)速裝置、制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)。3.應(yīng)用：小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝、維護(hù)、常見(jiàn)故障及防御措施。4.分析：大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航、發(fā)電系統(tǒng)分析。5.綜合：能夠進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整機(jī)設(shè)計(jì)。第五章風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行調(diào)節(jié)（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)形式。2.一般掌握：定槳距和變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)、功率輸出及控制方式。3.熟練掌握：定槳距和變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的槳葉失速調(diào)節(jié)原理及噪音形成。（二）考核內(nèi)容本章主要考核風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行特性和控制調(diào)節(jié)，明確不同工況下風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出特性，通過(guò)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最大功率輸出。（三）考核要求1.識(shí)記：變槳距調(diào)節(jié)、定槳距調(diào)節(jié)的定義，空氣動(dòng)力剎車原理和裝置。2.領(lǐng)會(huì)：溫度、氣壓、節(jié)距角與額定轉(zhuǎn)速對(duì)功率輸出的影響。3.應(yīng)用：雙速發(fā)電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率調(diào)節(jié)中的應(yīng)用，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及各組成單元間反饋控制。4.分析：變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率輸出運(yùn)行方式和控制方式，發(fā)電機(jī)組噪音形成和預(yù)防。5.綜合：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)要求及特征。第六章風(fēng)電場(chǎng)選址及風(fēng)能的其它利用技術(shù)（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.一般了解：風(fēng)電場(chǎng)的選址原則、可行性評(píng)估方法，風(fēng)力提水、風(fēng)磨等風(fēng)力機(jī)械的作用形式，風(fēng)力發(fā)電設(shè)計(jì)和模擬常用軟件。2.一般掌握：風(fēng)電場(chǎng)微觀和宏觀廠址選擇方法、判斷依據(jù)，風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行、維護(hù)與管理。3.熟練掌握：風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的主要組成、工作特性及系統(tǒng)設(shè)計(jì)。（二）考核內(nèi)容本章主要考核風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的選址和影響因素，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組常見(jiàn)故障及維護(hù)，風(fēng)能的其它利用技術(shù)形式，重點(diǎn)突出風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的組成及工作原理。（三）考核要求1.識(shí)記：風(fēng)電場(chǎng)的選址原則、可行性評(píng)估方法，風(fēng)能利用其他形式及其工作原理。2.領(lǐng)會(huì)：風(fēng)電機(jī)組安全運(yùn)行要求，風(fēng)電機(jī)組的環(huán)境影響；風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電的系統(tǒng)組成及工作原理。3.應(yīng)用：小型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及控制。4.綜合：根據(jù)太陽(yáng)能、風(fēng)能資源形式進(jìn)行風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。5.評(píng)價(jià)：能夠進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的可行性評(píng)估。 三、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)教學(xué)部分的考核要求1.要求學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，熟悉?shí)驗(yàn)過(guò)程，并可以協(xié)作完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程。2.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并撰寫清晰的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。四、考核方式風(fēng)能工程考核方式為多元考核，涵蓋理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面，既包括課堂考勤、回答問(wèn)題、聽(tīng)課情況、線下內(nèi)容完成、階段測(cè)評(píng)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐等多元過(guò)程性考核環(huán)節(jié)，也包括筆試考試環(huán)節(jié)。課程考試為閉卷考試，考試時(shí)間為120分鐘，評(píng)分采用百分制。實(shí)踐教學(xué)以實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性和實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析的合理性為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。五、成績(jī)?cè)u(píng)定1.平時(shí)成績(jī)的評(píng)價(jià)方法。平時(shí)成績(jī)占最終成績(jī)的20%~30%。平時(shí)成績(jī)由平時(shí)考勤、聽(tīng)課狀態(tài)、回答問(wèn)題、平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等組成，各自所占比例由任課老師掌握。2.最終成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方法。最終成績(jī)由平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)兩部分組成，平時(shí)成績(jī)占總分值的20%~30%，