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1、新能源电源变换技术课程标准一、课程基本情况课程代码16123301开课系别机电工程系授课学期5课程名称新能源电源变换技术授课层次高职高专课程性质专业基础课课程类别专业基础课考核方式考试课程学分2总学时88理论学时64实验学时24实训前导课程模拟电子技术、数字电子技术后续课程光伏发电系统施工技术适用专业光伏发电与应用技术专业一、课程编码及课程名称课程编码：16123301课程名称：新能源电源变换技术二、学时及学分总学时数：88,其中，讲授学时：64,实践（实验）学时：24。学分：4三、适用专业及开设学期适用专业：光伏发电与应用技术专业开设学期：第4学期四、课程的性质、目标和任务新能源电源变换技术
2、是可再生能源领域中占有重要地位的一门学科，它包括太阳能、风能、生物质能、可燃冰、潮流能、潮汐能、波浪能、温差能和盐差能等利用技术。这些能源的应用研究内容主要是计算各方面自然存在的能量，再通过研究不同机构用其吸收这些能量，将其转换为机械能，带动发电机工作。它的应用是一门多学科的综合技术，这包括大气环境、海洋环境学、流体力学、机械设计、电工及电控学等。通过课程学习使学生掌握新能源能利用技术的基本理论与研究方法。通过学习使学生了解太阳光伏、太阳热能、风能、生物质能、潮汐能、地热能等可再生能源发电及燃料电池发电技术；了解电力系统中的各种储能技术及最新发展，包括超导储能、飞轮储能、电池储能、超级电容及抽
3、水蓄能技术等；了解用于可再生能源的电力变换技术，包括变换拓扑、工作原理及性能分析；以及分布式发电系统和主干系统的相互影响及其运行与控制;了解国内外最新的可再生能源发电应用工程情况等。五、课程的基本要求通过该课程学习可使学生了解可再生能源的生成、特点及利用方法，使学生基本掌握新能源应用研究的技术手段。掌握太阳能、风能发电的机理及设备；燃料电池发电的机理；各种储能技术；电力电子功率变换电路；分散电源对大系统的影响分析等。六、课程教学内容第一章绪论（共2学时）（一）本章教学目的和要求通过本章学习，对本课程所学习的知识有一个初步的了解,掌握课程的学习方法。要求学生对能源有一个概括的认识。（二）教学内容
4、第I章新能源发电与控制技术导论能源储备与可持续发展战略1.Ll我国的能源结构与储备1.L2我国的可持续发展战略能源的分类与基本特征1.2.1能源的分类1.2.2能源的基本特征1.2.3新能源及主要特征1.2.4分布式能源及主要特征1. 3新能源发电一一能源转换的重要形式1.3. 1新能源发电技术的应用1.4. 2我国新能源发电的现状1. 3.3新能源发电及电源变换的主要形式2. 4新能源发电与控制技术的经济意义2.4. 1能源是经济发展的引擎1. 4.2新能源发电的经济意义本章小结（三）重点与难点重点：1.能源的基本分类难点：1.新能源的开发及发展趋势第2章电源变换和控制技术基础知识（6学时）
5、（一）本章教学目的和要求通过本章学习，对本课程所学习的知识有一个初步的了解，掌握常用电力电子器件的基本知识、使用方法。了解PWM控制技术、SPWM控制技术。掌握ACDC、DCDC、DC-AC的分析方法。（二）教学内容1.1 常用电力电子器件及其分类1.1.1 电力电子器件的特征和分类2.1. 2不可控型器件一一电力二极管2. 1.3半控型器件一一晶闸管2. 1.4全控型器件电力MOSFET和绝缘栅双极型晶体管IGBT2.2半导体功率器件的驱动与保护电路2.2.1晶闸管触发驱动器2. 2.2IGBT和MOSFET驱动器3. 2.3功率器件的保护电路4. 3常用脉宽调制（PwM）控制技术5. 3.
6、1直流PWM控制技术6. 3.2正弦波脉宽调制（SPWM）控制技术7. 3.3SVPWM与CHBPWM控制技术8. 4C-DC变换电路9. 4.1二极管整流器一一不控整流10. 4.2晶闸管整流器一一相控整流11. 4.3PWM整流器斩波整流12. 5DCDC变换电路13. 5.1单管非隔离式DC-DC变换器2.5.2隔离式DC-DC变换器2.6DCAC变换电路2.6.1常用DC-AC变换电路2.6.2DCAC逆变器的分类2. 6.3DCAC逆变器的参数计算3. 7ACAC变换电路本章小结第3章风能、风力发电与控制技术（4学时）（一）本章教学目的和要求通过本章学习，学生理解风能的概念，掌握风能
7、资源的优缺点及分布情况等理论知识,获得观察分析的能力，应用利用所学的风能、风力发电与控制技术，解决分析现实中风能资源的利用问题等等。4. 1风的特性及风能应用3.1.1风的产生3.1.2风的特性与风能3.1.3风能的利用3.2风力发电机组及其工作原理3.2.1风力发电机组的分类及结构3.2.2风力机及风能转换原理3.2.3风力发电机及工作原理3.2.4独立运行式风力发电机组的控制系统3.3风力机的调节与控制3.3.1风力机的定桨距调节与控制3.3.2风力机的变桨距调节与控制3. 3.3风力机偏航系统的调节与控制3.4 风力发电机组的控制策略3.5 .1风力发电机组的变速恒频控制策略3.4.2双
8、馈异步风力发电机的变速恒频控制策略3.4.3风力发电系统的智能控制3.5风力发电机组的并网技术3.5.1同步风力发电机组的并网技术3.5.2同步风力发电机的并网运行系统3.5.3异步风力发电机组的并网技术3.5.4双馈异步风力发电机的并网运行系统3.5.5风力发电机组的并网安全运行与防护措施3. 6风力发电的经济技术性评价4. 6.1风力发电的经济性指标3.6.2影响风力发电经济性的主要因素本章小结第4章太阳能、光伏发电与控制技术（共8学时）（一）本章教学目的和要求通过本章学习，学生理解太阳能的概念，掌握太阳能资源的优缺点及分布情况等理论知识，获得观察分析的能力，应用利用所学的太阳能知识，解决
9、分析现实中太阳能资源的利用问题等等。（二）教学内容第4章太阳能、光伏发电与控制技术4.1 太阳的辐射及太阳能利用4.1.1太阳的辐射4. 1.2太阳能的转换与利用4. 2光伏发电原理与太阳电池4. 2.1太阳能光伏发电的原理4. 2.2太阳电池的发展与分类4. 2.3光伏阵列与输出特性4. 2.4光伏发电系统的构成与分类5. 3光伏发电系统的MPPT控制技术4.4独立式光伏发电系统4.4.I独立式光伏发电系统的结构及工作原理4.4.2独立式光伏发电系统的储能与充放电控制技术4.5并网式光伏发电系统4.5.1并网式光伏发电系统的结构及工作原理4.5.2并网光伏逆变器的频率跟踪与锁相控制技术4.
10、5.3光伏发电系统的并网安全运行与防护措施4.6光伏发电的发展前景与经济技术评价本章小结（三）重点与难点重点：1.太阳能热、电效应的原理难点：1.太阳能热、电效应的分析利用第5章水能、小水力发电与控制技术（2学时）（一）本章教学目的和要求通过本章学习，学生理解水能的概念，掌握水能、小水力发电与控制技术的优缺点及分布情况等理论知识，获得观察分析的能力，应用利用所学的水能知识，解决分析现实中水能资源的利用问题等等。（二）教学内容5.1 水力资源与水能的利用5.L1水能及水力资源的特点5. 1.2水能及水力资源的利用5. 2水力发电5. 2.1水电站的分类5. 2.2水电站的组成5. 2.3小水电的
11、特点5. 2.4小水电的新技术及其应用5. 3小水力发电机组及工作原理5. 3.1小水力发电机组的构成及工作原理5. 3.2水轮机及其工作原理5. 3.3水力发电机5.4 小水力发电机组的控制技术5.5 .I小水力发电机组的自动控制系统5.4.2小水力同步发电机自动励磁控制系统5.4.3无功功率补偿技术及装置5.4.4小水力同步发电机组的并网技术5.5小水电站的计算机监控与SCADA系统5.5.1小水电站的计算机监控5.5.2监控和数据采集系统5.6小水力发电的经济技术性评价5.6.I小水力发电的经济技术性评价概述5.6.2小水力发电的经济性评价本章小结第6章生物质能发电与控制技术（共4学时）
12、（一）本章教学目的和要求通过本章学习，了解生物能的相关知识，掌握生物能与其他能量之间的转换及生物能的利用等。（二）教学内容6. 生物质能的形式及其利用7. 1.I生物质能的概念8. 1.2生物质能存在的形式9. 1.3生物质能的开发利用10. 2生物质能的制取与发电技术11. 2.1生物质能发电产业的发展状况12. 2.2生物质能发电技术13. 2.3沼气发电技术与控制策略14. 2.4垃圾焚烧发电技术与控制策略15. 2.5生物质直接液化制燃料油的发电技术16. 3生物质能的并网发电及对电网的影响6.4生物质能发电的经济技术性评价本章小结（三）重点与难点重点：1.生物能的理解难点：1.生物能
13、的转化第7章分布式能源的利用与控制技术（共2学时）（一）本章教学目的和要求通过本章学习，掌握分布式能源的利用与控制技术、天然气、燃气发电与控制技术及氢能、氢燃料电池发电与控制技术，重点了解氢的性质及制备和运输相关知识，掌握氢能的应用等。（二）教学内容第7章分布式能源的利用与控制技术7.1 分布式能源的特征及其应用7.1.1 分布式能源的特征7.1.2分布式能源的应用7. 2天然气、燃气发电与控制技术7. 2.I天然气的特征与利用7. 2.2小型燃气轮机发电机组7. 2.3微型燃气轮机发电机组7. 2.4微型燃气轮机发电机组的电气系统与控制技术7. 3氢能、氢燃料电池发电与控制技术7. 3.1氢
14、能及其利用7. 3.2氢燃料电池的特性与分类7. 3.3氢燃料电池发电系统的组成与工作原理7. 3.4氢燃料电池发电系统的控制技术7. 4分布式能源的综合利用及经济技术评价7. 4.1分布式能源的综合利用17. 4.2分布式能源的经济技术与可行性评价本章小结（三）重点与难点重点：I.氢的制备与运输难点：1.氢的应用第8章核能发电与应用技术（1学时）（一）本章教学目的和要求通过本章学习，了解核能的概念，熟悉我国利用核能的现状，掌握核能发电技术及应用等。（二）教学内容8.1核能的形式及其利用8.1.1 核能的主要形式8. 1.2核能的和平利用8. 2核反应原理及反应装置8. 2.1核反应堆工作原理
15、8. 2.2核反应堆装置8. 3核能发电技术与发电设备8. 4核电站的运行与监控系统18. 4.1核电站的运行19. 4.2核电站的监控系统8. 5核能发电的经济技术性评价本章小结三）重点与难点重点：1.风能、核能等其他能源的理解与认识难点：I.这些其他能源的利用第9章其他形式新能源的发电与应用技术（2学时）（一）本章教学目的和要求通过本章学习，了解其它形式的能量利用如海洋能、地热能的概念，熟悉我国海洋能、地热能的现状，掌握海洋能、地热能发电技术及应用等。（二）教学内容8.1 其他形式的新能源载体简介9. 2海洋能的利用与发电技术9. 2.1海洋能的分类与应用9. 2.2海洋能发电原理与应用技
16、术9. 2.3海洋能发电的综合评价9. 3地热能发电与应用技术9. 3.1地热能概述20. 3.2地热能发电原理与应用技术本章小结（三）重点：1.地热资源的直接利用难点：1.地热发电技术及应用七、本课程与其它课程的关系本书所涉及的知识大多与物理化学等相关知识紧密相连，因此，在学习本书之前学生应该先修完物理能量的相关知识，同时太阳能部分涉及到物理半导体的内容，所以半导体相关课程也应提前修完。最后氢能、核能部分要求学生熟悉氢、核的性质，所以物理化学所需要足额生掌握的这部分知识学生应该先行掌握。八、教学时数分配新能源发电控制技术课程教学时数分配表总学时：36学分：2章次各章标题名称讲授学时实验学时实
17、践学时讨论、习题课等学时第一章绪论22了解现状第二章电源变换和控制技术基础知识62分析元件作用第三章风能、风力发电与控制技术42分析风能利用第四章太阳能、光伏发电与控制技术84学习太阳能电池原理第五章水能、小水力发电与控制技术2第六章生物质能发电与控制技术4第七章分布式能源的利用与控制技术2第八章核能发电与应用技术1第九章其他形式新能源的发电与应用技术2总计3112九、实验内容与学时分配（若有课程内实验的填写此项,无课内实验的不填此项内容）新能源电源变换技术课程实训教学一览表（一种设计）序号项目名称内容提要学时实验类型（演小、验证、综合、设计等）是否为开放实验1蓄电池的充放电设计主要进行太阳能
18、光伏电池与蓄电池能量的存储与释放4设计2太阳能电池的参数设计掌握太阳能光伏电池的基本参数，根据需要进行选择43一级逆变器器设计将蓄电池或光伏电池电压升高到所需值，便于后续电路工作。44二级逆变器设计将100VDC直流逆变为220V交流电45SPWM设计将直流电压转换为SPWM正弦脉宽调制交流电压46辅助电源设计为各级电路提供合理的辅助电源。47原理图与PCB版图设计根据上述设计绘制原理图与PCB版图6十、本课程的实践环节：（包括实践环节的目的、要求、学时、内容及考核方式等）。（有实践环节的课程才填写此项）十一、推荐教材及参考书（一）推荐教材：新能源及应用概论，冯飞、张蕾主编，化学工业出版社，2014年2月第1版。（二）参考书：1 .新能源概论，鲁楠主编，中国农业出版社，1995年X月第X版。2 .海洋能资源开发利用，褚同金主编，化学工业出版社，2005年X月第X版。3 .新能源概论,王革华主编，化学工业出版社，2006年8月第1版。十二、主要教学方法与教学条件要求本书主要采用教师讲授的方法教学，在教学过程中需要多媒体设备的辅助。说明本课程所采取的主要教学方法以及在教学过程中所需要的基本教学辅助设施等。十三、考核方式与成绩评定闭卷考试。实训成绩单列。
