風電機組監測與控制教學大綱課程中文名稱：風電機組監測與控制課程英文名稱：MonitoringandControlofWTGS課程編號：Cl234學分：1.5學時：24(其中：講課學時：24實驗學時：0上機學時：。)先修課程：風力發電原理適用專業：電氣工程及其自動化課程類別：專業拓展課程/選修使用教材：《風力發電機組監測與控制》，葉杭冶，北京：機械工業出版社，2013年1月第1版開課單位：電氣與新能源學院一、課程性質該課程是電氣工程及其自動化專業的一門專業選修課，學生在先修《風力發電原理》課程之后，對有關風電機組監測和控制的內容進行深入了解。通過本課程的學習，可以增強學生在有關風力發電領域的理論深度，提高學生在風電機組監測與控制等方面相關的工程實際問題分析和解決問題的能力，為學生將來在風電領域從事科研和工程應用打好基礎。二、教學目標.本課程支撐專業培養計劃中畢業要求1、畢業要求2和畢業要求7；.本課程支撐專業培養計劃中畢業要求1的指標分解點L1,即指標點1.1：能夠將數學、物理等自然科學的知識用于解決電氣工程問題。.本課程支撐專業培養計劃中畢業要求2的指標分解點24即指標點2.4：能夠對復雜電氣工程問題的計算結果進行分析和歸納，獲得有效結論；.本課程支撐專業培養計劃中畢業要求7的指標分解點7.1,即指標點7.1：理解并能正確評價復雜電氣工程問題的工程實踐對環境、社會可持續發展的影響。三、教學內容及要求第一章、緒論1.教學內容(1)控制技術的研究內容（2）風力發電機組的總體結構（3）控制系統的作用（4）控制系統的結構了解本課程的學習方法.重、難點（1）風力發電機組的總體結構.考核要點風力發電機組的主要部件及作用.教學方法課堂講解、平時作業.作業安排第一章課后習題1、2、5第二章、定槳恒速風力發電機組的控制.教學內容（1）定槳恒速風力發電機組的工作原理（2）定槳恒速風力發電機組的監測與運行控制（3）定槳恒速風力發電機組的發電過程控制（4）定槳恒速風力發電機組的制動與保護系統.重、難點（1）槳葉的失速調節原理（2）風電機組的運行狀態控制（3）定槳恒速風力發電機組的并網與切換.考核要點雙速發電機的切換過程、槳葉自動失速原理、風電機組的工作狀態及轉換條件.教學方法課堂講解、平時作'也.作業安排第二章課后習題1、2、8、9第三章、風力發電機組的特性分析教學內容：(1)風力發電機組的基本特性(2)傳動系統的動態特性(3)發電機及變流器的特性重、難點(1)風力機的特性(2)風力發電機組的轉矩-轉速特性(3)雙饋異步發電機及變流器的特性(4)永磁同步發電機及變流器的特性考核要點風力發電機的特性、功率系數與葉尖速比的函數關系、轉速變化對功率曲線的影響、雙饋發電機變速恒頻運行原理、永磁同步發電機變速恒頻運行原理教學方法課堂講解、平時作業.作業安排第三章課后習題1、4、7、11、12第四章、風力發電機組的并網技術教學內容(1)定槳恒速風力發電機組的軟并網技術(2)雙饋異步風力發電機組的并網技術(3)永磁同步風力發電機組的并網技術(4)風力發電機組對電網穩定性的影響重、難點(1)軟并網控制規律及其對電網的影響(2)雙饋異步風力發電機組的并網過程(3)風力發電機組的低電壓穿越能力.考核要點并網軟切入對電網的影響、雙饋異步風力發電機組的并網過程、風電場無功功率和有功功率的控制教學方法課堂講解、平時作業作業安排第四章課后習題3、4、7、8、12第五章、變速恒頻風力發電機組的控制.教學內容(1)變速恒頻風力發電機組的控制目標(2)變速恒頻風力發電機組的控制策略(3)常用的控制方法和手段重、難點(1)變速風力機的轉矩--轉速特性(2)功率系數、葉尖速比和槳距角的特定關系(3)轉矩和變槳控制.考核要點變速恒頻風力發電機組的基本控制目標和控制策略、最佳功率曲線跟蹤、獨立變槳距控制技術教學方法課堂講解、平時作業.作業安排第五章課后習題2、5、6、12第六章、變速恒頻風力發電機組控制器的設計.教學內容控制系統的設計方法和過程外部控制器的設計與實現.重、難點(1)風力發電機組的線性化模型(2)變速恒頻風力發電機組的查表控制與最優控制.考核要點變槳距控制器的線性化模型、控制器性能評估的主要指標、變速恒頻風力發電機組的查表控制與最優控制.教學方法課堂講解、平時作業.作業安排第六章課后習題1、3、4、13、17第七章、控制系統的執行機構及傳感器.教學內容氣動制動機構與機械制動機構偏航系統與液壓系統變槳系統與變流系統.重、難點（1）機械制動機構（2）偏航控制系統（3）變槳系統的工作原理（4）雙饋變流器和全功率變流器的組成及控制.考核要點定槳距與變槳距風力發電機組的氣動制動機構、偏航系統的主要功能、變槳系統的執行機構、交流勵磁變流器的構成、雙饋異步發電機的特點.教學方法課堂講解、平時作業.作業安排第七章課后習題1、3、9、12、14、17四、學時分配及對畢業要求指標點的支撐章節教學內容支撐的畢業要求指標點學時分配講課實驗實踐第1章緒論控制技術的研究內容；風力發電機組的總體結構；控制系統的作用；控制系統的結構7.1200第2章定槳恒速風力發電機組的控制定槳恒速風力發電機組的工作原理；定槳恒速風力發電機組的監測與運行控制；定槳恒速風力發電機組的發電過程控制；定槳恒速風力發電機組的制動與保護系統1.1400第3章風力發電機組的特性分析風力發電機組的基本特性；傳動系統的動態特性；發電機及變流器的特性1.1400第4章風力發電機組的并網技術定槳恒速風力發電機組的軟并網技術；雙饋異步風力發電機組的并網技術；永磁同步風力發電機組的并網技術；風力發電機組對電2.4600

五、考核方式及成績評定標準網穩定性的影響第5章變速恒頻風力發電機組的控制變速恒頻風力發電機組的控制目標；變速恒頻風力發電機組的控制策略；常用的控制方法和手段2.4400第6章變速恒頻風力發電機組控制器的設計控制系統的設計方法和過程；外部控制器的設計與實現1.1200第7章控制系統的執行機構及傳感器氣動制動機構與機械制動機構；偏航系統與液壓系統；變槳系統與變流系統2.4400合計2400.課程考核方式：考核方式包括課堂考勤及課堂表現、平時作業和課程論文。期末考試采用考查形式。.課程成績評定標準課程成績=課堂考勤及課堂表現x40%+平時作業xlO%+課程論文X50%。成績的具體構成如下:考核形式分值考核細則課堂考勤及課堂表現40%課堂考勤20根據學生上課的出勤率進行評分，按20%計入課程總成績。課堂表現20根據課堂問題回答情況、課堂討論參與情況進行評分，主要考核學生課堂的聽課效果和課后及時復習消化本章知識的能力，按20%計入課程總成績。平時作業10%平時作業10課后完成布置的習題，主要考核學生對每節課知識點的復習、理解和掌握程度，計算全部作業的平均成績再按10%計入總成績。課程論文50%課程論文50根據課程論文的完整度、規范度及分析問題的深度進行評分，以論文成績的50%計入課程總成績。考核學生在風電機組監測與控制技術領域的基本知識。六、參考書目1、《風力發電技術.》，侯雪主編，機械工業出版社，2014年第1版2、《風力發電機的原理與控制》，宋亦旭主編，機械工業出版社,2012年第1版3、《風力發電機組工作原理和技術基礎》，孫屹剛主編，機械工業出版社，2013年第14、《風力發電中的電力電子變流技術》，李建林主編，機械工業出版社,2008年第1版5、《風力發電技術及其MATLAB與Bladed仿真.》，任清晨主編，機械工業出版社，2013年第1版《風電機組監測與控制》課程簡介課程中文名稱：風電機組監測與控制課程英文名稱：MonitoringandControlofWTGS課程編號：Cl234學分：L5學時：24先修課程：風力發電原理適用專業：電氣工程及其自動化內容提要：《風電機組監測與控制》是電氣工程及其自動化專業的選修課程，主要講授有關風電機組監測與控制的基本技術和設計方法。主要內容有：定槳距恒速風力發電機組監測與控制，風力機的基本特性、傳動系統的結構及其動態特性，雙饋異步發電機及其變流器和永磁同步發電機及其變流器的特性，雙饋異步發電機和永磁同步發電機的并網技術及其對電網穩定性的影響，變速恒頻風力發電機組的基本控制目標、控制策略與控制方法，控制系統的設計方法和控制系統的執行機構等內容。通過本課程的學習，增強學生在有關風力發電領域的理論深度，提高學生在風電機組監測與控制等方面相關的工程實際問題分析和解決問題的能力，為學生今后從事風力發電及其控制系統設計領域相關工作打下牢固基礎。考核方式：考查使用教材：《風力發電機組監測與控制》，葉杭冶，北京：機械工業出版社，2013年1月