风能工程考核大纲

风能工程考核大纲（WindEnergyEngineering）课程基本信息课程编号：04021213课程学时：32学时课程学分：2.0一、课程的性质和地位《风能工程》是农业建筑环境与能源工程专业的一门专业选修课。风能是一种清洁的可再生能源，作为后续能源的重要组成部分,对提高我国能源供应的多样性和安全性具有积极贡献。本课程主要讲授风能基础理论和以风力发电为代表的风能应用技术。通过本课程的学习能够掌握风能基础理论、风力机工作原理、风力发电机组结构及运行特征，了解风能资源评价方法以及风力发电场的选址、维护、管理等相关工程技术知识，使学生具备应用风能工程的知识进行风力发电工程设计及对实际问题进行分析和计算的能力，从而有利于能源结构调整，减少能源进口压力。二、理论教学部分的考核目标掌握风能的基础理论知识、风力机工作原理及风力发电机组结构和运行调节，了解风能资源评价方法、风力发电场选址、风力机组运行维护和风电场管理等基本知识，能够进行简单的风力发电系统计算和设计，了解风力制热、风力提水等风能利用的其他应用形式。第一章绪论（一）学习目标1.一般了解：我国风能利用发展历史。2.一般掌握：我国风电产业的布局和国家的相关政策。3.熟练掌握：我国风电产业现状及主要发展形势。（二）考核内容考核世界和我国风力发电的产业发展现状及环境对风力发电技术发展的影响，达到全面了解风电技术发展的政治、环境、技术、社会等相关情况。（三）考核要求1.识记：风力机定义，代表性的风电场。2.领会：世界风电发展史，中国风电政策。3.分析：环境对风力发电技术发展的影响，出现弃风限电的原因。4.综合：促使风力发电发展的原因。第二章风与风能（一）学习目标1.一般了解：风能形成的主要影响因素、大气环流及我国风能资源区划和分布特点。2.一般掌握：海陆风、山谷风、季风的形成原因及风能密度、风向玫瑰图、风频特征分布等。3.熟练掌握：风能资源的数学描述。（二）考核内容考核海陆风、山谷风、季风的形成原因和影响风能的主要因素，风能密度、风向玫瑰图、风频分布、有效风能等主要概念，我国风能资源规划指标体系及风能资源分布特征。使学生能够根据大气运动分析三维空间风的形成，并掌握风能相关简单计算。（三）考核要求1.识记：风的形成原因，风能密度、风频、有效风能等主要概念。2.领会：海陆风、山谷风、季风的形成原因，空气密度、温度、压差对风能密度的影响。3.应用：正确识别风向玫瑰图，风能资源的数学表达。4.分析：能够根据风能资源规划指标，分析风能资源丰富程度。5.综合：能利用测试工具测试当地风能基本参数并根据测定数据绘制风向玫瑰图和风频图。第三章风力发电基本原理（一）学习目标1.一般了解：风力机的分类、叶素理论、涡流理论、动量定理。2.一般掌握：翼型和翼型的特征表达；贝兹极限；攻角对升力和阻力的影响；风力机的空气动力学特性。3.熟练掌握：水平轴风力机和垂直轴风力机的工作原理和特性；翼型几何参数及其对空气动力学特性的影响。（二）考核内容本章主要考核风力机基本空气动力学理论，主要包括风力机的受力分析及力学表达，理解风能的转化过程及风能利用的最大理论极限，使学生具备设计风力机叶片的基础理论。（三）考核要求1.识记：贝兹极限值，翼型的特征表达相关参数定义。2.领会：风力机受力的主要影响因素，水平轴风力机和垂直轴风力机特点和各自优势。3.应用：能够应用空气动力学特性及攻角与升力和阻力的关系，提出叶片设计改进的方法。4.分析：根据翼型几何参数分析出翼型受力特性。第四章风力发电机组（一）学习目标1.一般了解：风力发电机组并网系统，机舱、通风散热等辅助系统组成。2.一般掌握：水平轴风力发电机组结构特点及组成。3.熟练掌握：水平轴风力发电机组的构成，偏航系统组成及工作特性。（二）考核内容本章主要考核风力发电机组的结构组成及运行特点，明确风力发电机各组成单元在系统运行中的作用及主要调节形式，使学生从主观和感官上对风力发电机组构成有一个明确的认识，且能够识别机组的组成的各个设备。（三）考核要求1.识记：叶片类型、材料特点，轮毂连接方式及特点。2.领会：塔架、塔架基础、齿轮箱、调速装置、制动装置的结构与特点。3.应用：小型风力发电机组的安装、维护、常见故障及防御措施。4.分析：大型风力发电机组偏航、发电系统分析。5.综合：能够进行风力发电机组的整机设计。第五章风力发电机组的运行调节（一）学习目标1.一般了解：风力发电机组功率调节形式。2.一般掌握：定桨距和变桨距风力发电机组的特点、功率输出及控制方式。3.熟练掌握：定桨距和变桨距风力发电机组的桨叶失速调节原理及噪音形成。（二）考核内容本章主要考核风力发电机组的运行特性和控制调节，明确不同工况下风力发电机组的功率输出特性，通过控制系统实现风力发电机组的最大功率输出。（三）考核要求1.识记：变桨距调节、定桨距调节的定义，空气动力刹车原理和装置。2.领会：温度、气压、节距角与额定转速对功率输出的影响。3.应用：双速发电机在风力发电机组功率调节中的应用，风力发电机组自动控制系统的组成及各组成单元间反馈控制。4.分析：变桨距风力发电机组功率输出运行方式和控制方式，发电机组噪音形成和预防。5.综合：风力发电机组的并网要求及特征。第六章风电场选址及风能的其它利用技术（一）学习目标1.一般了解：风电场的选址原则、可行性评估方法，风力提水、风磨等风力机械的作用形式，风力发电设计和模拟常用软件。2.一般掌握：风电场微观和宏观厂址选择方法、判断依据，风电场的运行、维护与管理。3.熟练掌握：风光互补发电系统的主要组成、工作特性及系统设计。（二）考核内容本章主要考核风力发电场的选址和影响因素，风力发电机组常见故障及维护，风能的其它利用技术形式，重点突出风光互补发电系统的组成及工作原理。（三）考核要求1.识记：风电场的选址原则、可行性评估方法，风能利用其他形式及其工作原理。2.领会：风电机组安全运行要求，风电机组的环境影响；风光互补发电的系统组成及工作原理。3.应用：小型风光互补发电系统的结构组成及控制。4.综合：根据太阳能、风能资源形式进行风光互补发电系统设计。5.评价：能够进行风电场建设的可行性评估。 三、实验、实习教学部分的考核要求1.要求学生明确实验目的，熟悉实验过程，并可以协作完成整个实验流程。2.实验结束后要求学生独立完成实验数据，并撰写清晰的实验报告。四、考核方式风能工程考核方式为多元考核，涵盖理论教学与实践教学两个方面，既包括课堂考勤、回答问题、听课情况、线下内容完成、阶段测评、实验实践等多元过程性考核环节，也包括笔试考试环节。课程考试为闭卷考试，考试时间为120分钟，评分采用百分制。实践教学以实验操作的准确性和实验报告分析的合理性为评价标准。五、成绩评定1.平时成绩的评价方法。平时成绩占最终成绩的20%~30%。平时成绩由平时考勤、听课状态、回答问题、平时作业、实验报告等组成，各自所占比例由任课老师掌握。2.最终成绩评价方法。最终成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分组成，平时成绩占总分值的20%~30%，