浅谈风力发电实训的教学与管理

浅谈风力发电实训的教学与管理

缪雅云

四川水利职业技术学院四川都江堰611830

摘要：本文着重通过对风力发电的社会需求、行业需求、岗位需求三方面论述了风力发电、及风力发电实训的重要性，同时让学生们了解风力发电发展前景，确立学习的目标和信心。之后介绍了作者自己在风力发电模拟系统实训中怎样对学生进行教学和管理，培养具备良好职业道德与职业素养的从事风力发电及相关领域可持续发展的技能型人才。

关键词：风力发电实训重要性教学与管理

近年来随着职教系统的大力发展，各个职业院校建立了各种各样实训基地，用以满足教学的需要、用人单位对毕业学生实际动手能力的要求，由此我院也建立了风力发电实训基地。怎样进行教学与管理我们才能达到用人单位的要求呢？下面浅谈一下我在风力发电实训中的教学与管理

一、作为教师首先要对风力发电进行需求分析，让学生们了解发展前景，确立学习的目标和信心

（1）社会需求中国不仅是当今世界第一大能源消费国，同时也是世界最大的煤炭生产和消费国，以煤炭为主的能源结构，已经造成了极为严重的环境污染问题。到2025年，中国将成为世界最大的能源消费和温室气体排放国家。在世界性能源短缺、价格高涨的今天，风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，其蕴量巨大。全球的风能约为2.74x10MW，其中可利用的风能为2x10MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广、仅陆地上的风能储量约2.53亿千瓦。由于风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。所以在世界各地乃至我国都得到了大力提倡，随着可再生能源法以及相配套法规的制定、颁布和实施，我国风电行业迎来春天。再生能源作为中国的一个能源发展国家战略，已经有乘风计划、863计划、技术部国家计划和经济委员会等多方面政策和部门的专项支持，政策支持，资金支持。

（2）行业需求近5年来，世界风能市场每年以40%的速度增长，预计未来20-25年内，世界风能市场每年将递增25%。现在，风能发电成本已下降很多，随着技术环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。我国的风电技术在行业上发共比较迅速，目前风能发电在我国尚属于萌芽期，与国际风电行业的发展水平还有很大差距（国内的风电设备主要依靠进口），所以开发风电产品以及国产化已经是我国的重点发展方向。

（3）岗位要求随着工业结构的调整和行业结构的不断改善，“十二五”期间我国将大力发展风能发电项目，计划风能发电的市场占有率将占火力发电的20%。风力发电设备制造企业、运行维护企业对风电专业人才的需求十分迫切。

二、采用引入和对比法让学生们了解风力发电系统的组成、结构和作用

根据学习和实训过的水力发电系统采用引入和对比的手法让同学们了解风力模拟发电系统组成，并扩展讲解设备正常巡视检查、高低压设备的不同型号对比等

风力模拟实训系统由五大部分组成：风力发电机、风力发电控制器、蓄电池、逆变器、和负载。

（1）风力发电机风力发电机（即风车）是风力发电系统中的核心部分，其作用是将风能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。

（2）风力发电控制器风力发电控制器是对风力发电机所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量按蓄电池的特性曲线对蓄电池组进行充电，当所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。

（3）电池组风力发电系统中，蓄电池将风力发电装置所发的电能转换成化学能存储起来，在无风状态下再将化学能转换成电能供负载所使用，此外蓄电池还可为直流负载或逆变器提供稳定的电源电压。在离网发电系统中，蓄电池的作用至关重要，有效配置蓄电池、延长蓄电池的使用寿命是发电系统设计的关键。蓄电池组一般根据直流负载的电压等级和系统的功率要求，有12V、24V、36V、48V等电压等级。

（4）离网逆变器逆变器能将直流电转换成交流电。风力发电系统中，根据实际交流负载的要求，一般需要把风力发电装置发的直流电转换成负载所需的交流电（我国一般为220V、50HZ正弦波），供负载所使用。

（5）负载单元负载也是风力发电系统中重要的环节，根据负载的性质，可以分为直流负载和交流负载。直流负载的电压等级直接影响蓄电池组和风力发电控制器的选用，交流负载的性质和功率决定了逆变器的选择，总体负载的功率又决定了风力发电装置的功率和蓄电池的容量。不同的负载单元决定了风力发电系统的设计和运行。因此负载单元是风力发电系统设计的重要参数。

三、读图能力、设计能力、及操作能力的培养

首先要求学生们根据实物，结合所学专业知识，试画出风力发电原理图，然后对照实际原理图，找出自己错误之处，分析错误原因，已达到学生们对读图能力及设计能力的培养

其次要求学生根据实物、根据电气原理图自己试写出开停机的操作步骤。由此训练同学们填写操作票的能力

最后要求学生们根据操作票的要求，进行开停机操作，以此训练学生们的实际操作能力。

四、加强理论知识的掌握

通过各种实验让同学们对风力发电机的结构、原理、特性知识更深入的了解，包括：实验一、水平轴永磁同步风力发电机实训；实验二、模拟风场装置实训；实验三、偏风偏航装置实训；实验四、风力发电机输出特性测试；实验五、风力控制器原理与测试；实验六、离网逆变器原理与测试；实验七、风力发电系统组装与调试。

五、故障分析及事故处理能力的锻炼

通过对学生以上几个方面培养和训练，让学生熟悉并掌握风力发电实训系统原理图和接线图后，在模拟系统中设置一些故障点，通过系统出现的故障现象对比正常运行时的现象，找出故障原因，进行故障排除。以此可训练学生们在实际生产运行中的故障分析及事故处理能力，提高运行生产效率。

以上就是我作为风力发电实训基地实训教师结合企业要求对风力发电实训方面教学和管理的几点看法，供大家参考。当然在实训过程中对学生的纪律和安全方面也要严格要求，并且纪律、操作、考核，实训报告四方面最后都将计入学生们的实训总成绩中。

立足风电产业，服务风力发电设备制造、风力发电场运行、维护、检修、安装及相关新能源产品销售等企业，培养从事风力发电及相关领域的具备良好职业道德与职业素养可持续发展的技能型人才，这是我们培训宗旨。

参考文献：

[1]卢为平.风力发电基础化学工业出版社，2011

[2]姚兴佳，宋俊.风力发电机组原理与应用[M].机械工业出版社，2009

[3]苏绍禹.风力发电机设计与运行维护[M].中国电力出版社，2003.

[4]倪玮.风力发电系统[M].北京：机械工业出版社，2011.

[5]江能苏伟创晶智能科技有限公司编写的实验指导书