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1、太阳能发电技术教学大纲一、课程基本信息课程名称太阳能发电技术Solar Energy General ion Techniques课程编码CNE323221020开课院部新能源学院课程团队新能源发电课程组学分2.0课内学时36讲授24实聆12上机0|实践0课外学时16适用专业电气工程及土专自动化授课语言中文先修课程模拟电子技术、自动控制原理、电力电子技术、电力拖动自动控制系统课程简介 （限选）本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业限选课程，是电子技术、电力电子技术、自动控制理论、电力拖动自动控制系统课程的 后续课程。通过本课程的学习，使学生能够了解太阳能开发利用的意义及常用的方式，掌握光伏电
2、池的工作原理，并具备应用专业知识设 计光伏发电系统的基础硬件电路和优化控制算法的能力，掌握光伏并网逆变器的并网控制策略，为将来从事太阳能发电系统的设计和维护 打好基础。This course is a professional restrictive courses, based electronic technology, power electronic technology, control systems of electric drives, power system analysis course and so on. Through the study of this cours
3、e, students can understand the meaning and ways of exploitation and utilization of solar energy, master the working principle of the photovoltaic cells, app1y the professional know 1 edge to design hardware circuit of photovol laic power generation system, optimize control algorithm, grasp the grid-
4、connected control strategy of photovoltaic grid-connected inverters, and lay a solid foundation for design and maintenance of solar power system.负责人大纲执笔人审核人二 课程目标序号代号课程目标OBE毕业要月R指标点任务自选1Ml目标1 :理解并掌握太阳能发电系统的概念、组成和控制。能够应用专业理论知识,分析光伏并网系 统控制问题的关键环节，基干双闭环模型表达系统控制问施：否2M2目标2：明确太阳能在环境保护和可持续发展方面的重要作用。是7. 17.
5、 13M3目标3 ：针对光伏并网发电领域中的工程问题，明确存在的安全问题并进行评价。是7.27.24Ml目标4：针对光伏并网发电领域中的工程问题,能够充分考虑工程实践对环境的影响,应用新能源技 术体现节能、环保意识。是7.27.2三、课程内容序号章节号标就课程内容/重难点支撑课 程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第1章结论太阳能、环境与经济发展，光伏发电的历史，典型的光伏发电 系统Ml2讲授/讨论作业2第2章光伏电池与光伏阵 列光伏电池的工作原理，光伏电池的等效电路，温度特性和光照 特性，光伏组件与阵列中的二极管/32. 1光伏电池的工作原 理半导体物理基础，P-N结，光伏电池的工作原理
6、Ml1讲授/讨论/作业/自学42.2硅型光伏电池的电特性光伏电池的等效电路.伏安特性曲线.输出功率、效率和曲线 因数Ml1讲授/讨论作业/自学52.3光伏电池的外特性光谱响应,温度特性和光照特性.负载特性Ml1讲授/讨论/作业/自学62.4光伏电池的结构和 分类硅型光伏电池的结构，光伏阵列的串并联，光伏组件与阵列中 的二极管Ml1讲授/讨作业/自学7卖鞋一光伏电池特性测汰测量光伏电池的伏安特性曲线、光照特性及数学模型的参数Ml6实哈1撰写实验 报告8笫3章光伏并网发电体系 结构与电路拓扑基于Z源网络的单级非隔离型光伏并网逆变器，双模式Boost 多级非隔离型光伏并网逆变器，共模电流的原因及抑制
7、/93. 1光伏并网发电体系集中式、交流模块式、串型、多支路、主从和直流模块式Ml1讲授/讨论/作业/自学103.2光伏并网逆变器的 电路拓扑并网逆变器的分类，工频隔离并网逆变器，高频隔离并网逆变 器.不同类型的非隔离型光伏并网逆变器，共模电流的原因及 抑制，微型逆变器Ml5讲授/讨论/作业,自学11第4章最大功率追踪技术 (MPPT)扰动观测法.变步长的干扰观测法.电导增量法等基本原理/124.1恒电压控制光伏阵列输出特性MPPT基本原理.恒电压控制Ml1讲授/讨论/作业/自学134,2扰动观测法扰动观测法的工作原理，振荡与误判问题.变步长的干扰观测 法Ml0.5讲授/讨论作业，自学144.
8、3电导增量法电导增量法的工作原理，两级式并网逆变器的MPPT控制Ml0.5讲授，讨论作业/自学15第5章PWM调制技术单极性倍频调制技术，三相三电平逆变器的电压空间矢量/I/165. 1PWM技术PWM简介.载波的弱定，单极性倍须调制技术Ml1讲授/讨论/作业/自学175.2电压空间矢量调制三相三电平逆变器的电压空间矢量和矢量调制技术Ml1.5讲授/讨论1作业/自学18第6章PWM并网变换器的 控制基于SOG1的锁相，单相电流环控制器，三相PWM并网变换器在 同步旋转坐标系下的P1控制，直流母线电压与并网电流的关系/196. 1概述基波电流的控制思路，谐波电流的抑制思路Ml1讲授/讨论1作业/
9、自学206.2锁相技术过零检测，基于SOG1的锁相，相量法的实时实现，基于SOG1 的锁频环(FLL)Ml2.5讲授/讨论/作业/自学216.3电流环控制器单相电流环控制器，P调节器，PI调节器，LCL滤波，三相 并网变换制的数学模型，三相Pm(并网变换器你止坐标系下的 P1R控制.三相PHY并网变换器在同步旋转坐标系下的PI控制Ml3讲授/讨论1作业/自学226.4直流母线电压控制直流母线电压的限制，直流母线电压与并网电流的关系.电压 环调节器设计Ml1讲授/讨论1作业/自学23实验二P*M调制和锁相技 术编写程序，并在实盼装置上进行调试,实现电网电压锁相Ml6实验1撰写实蛤 报告24课程报
10、 告太阳能发电技 术课程报告针对太阳能在环境保护和可持续发展方面的重要作用进行综 述.通过查阅大量文献，结合太阳能利用的发展过程、国内外 开发利用现状、未来发展趋势等内容进行概括论述，M2/自学4撰写课程 报告25仿真报 告太阳能发电技 术仿真报告设电感L=2mH.电感的电阻R=0.3欧.开关频率为20kHz,建立 单相H桥并网变换器的电流环控制仿真模型，并网电流为5A0M3/自学6建立模型 仿真，撰 写报告四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1、成绩采用百分制.根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分C20%2、考核学生对太阳能发电技术基本知识的掌握能力，学生综合运用
11、所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有 作图题、分析题、计算题.2实验1、本课程12个学时实险，共2次实险。2、成绩采用百分制.根据实险完成情况评分。3、考核学生对太阳能发电技术知识的应用能力，能够应用专业理论知识，分析光伏并网系统控制问题的关键环节，基 于双闭环模型表达系统控制问题，10%3课程报告1、通过对比传统能源,明确太阳能等新能源在环境保护和可持续发展方面的重要作用，2、针对光伏并网发电领域中的工程问题,能够充分考虑工程实践对环境的影响,应用新能源技术体现节能、环保意 识，并撰写报告。15%4仿口报告1、本课程要求利用Mallab等现代仿其工具建立光伏并网逆变器的电路拓扑的模型
12、。2、分析光伏并网逆变器的电路拓扑存在的安全问题。3、根据模型建立情况和分析方案的准确性评分。15%5期末考试1、闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2、主要考核学生对太阳能发电技术基本知识的掌握能力,学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主 要有填空题. 简答强、作图题、分析题等-3、能够应用专业理论知识，分析光伏并网系统控制问题的关键环节，基于双闭环模型表达系统控制问题，50H五、河分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业30%A-独立思考、按时完成，作图规范,押题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B-独立思考、按时完 成，作图比较规范，解题思路
13、比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确C-独立思考、按时完成，作 图比较规范.解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准谈D作业抄袭.未能按时完成， 作图不规范.做题思路混乱2Ml实验20%A-实验过程中认真完成实蛤要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚. 正确分析实 验数据.从技术角度优选解决方案获得有效结论B-实验过程中认真完成实验要求.得到正确的实聆结果.实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚,正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得比较有效的结 论c-实验过程中认真完成实验要求,不能得到正确的实验结果，实验报告格式正确.步骤叙述清楚.没有 正确分析实验数
14、据，但是结合理论分析可以从技术角度优选解决方案获得有效的结论D-实验过程中不能完 成实验要求.不能得到正确的实验结果.不能从技术角度优选解决方案获得有效的结论3Ml期末考试50%见试卷评分标准4M2课程报告100%A-U能够熟练运用word等规范科技文章的写作要求。2、能够规范的绘制各类图表。3、能够明确太阳能 在环境保护和可持续发展方面的重要作用。4、针对光伏并网发电领域中的工程问题.能够充分考虑工程实 践对环境的影响，应用新能源技术体现节能、环保意识，并麒写报告。B-1,能够熟练运用word等规范科 技文章的写作要求。2、能够比较规范的绘制各类图表3、能够明确太阳能在环境保护和可持续发展方
15、面 的重要作用。4、针对光伏并网发电领域中的工程问施, 能够比较充分考虑工程实践对环境的影响，应用新 能源技术体现节能、环保意识,并撰写报告。C-L镀够比较熟练运用word等规范科技文率的写作要求。 2、能够比较规范的绘制各类图表，3、基本能够明确太阳能在环境保护和可持续发展方面的重要作用4、 针对光伏并网发电领域中的工程问题，能够比较充分考虑工程实践对环境的影响，应用新能源技术体现节 能、环保意识，并撰写报告。卜1、不能熟练运用word等规范科技文章的写作要求。2、不能规范的绘制各 类图表，3、不能明确太阳能在环境保护和可持续发展方面的重要作用。4、针对光伏并网发电领域中的工 程问题.不能够
16、充分考虑工程实践对环境的影响.应用新能源技术体现节能、环保意识，并撰写报告.5M3仿真报告100%A-利用Matlab等现代仿宾工具建立研究对象的模型正确，系统功能满足要求，能够明确光伏并网逆变器的 电路拓扑存在的安全问题B-利用Mat lab等现代仿真工具建立研究对象的模型正确，系统功能基本满足要 求，能够明确光伏并网逆变器的电路拓扑存在的安全问题C利用Mat lab等现代仿真工具建立研究对象的 模型基本正确,系统功能基本满足要求.能够明确光伏并网逆变器的电路拓扑存在的安全问题D利用 Vatlab等现代仿真工具建立研究对象的模型不正确系统功能不能满足要求，不能能够明确光伏并网逆变 器的电路拓
17、扑存在的安全问题6M1课程报告100%AT、能够熟练运用桢2等规范科技文章的写作要求“ 2、能够规范的绘制各类图表。3、能够明确太阳能 在环境保护和可持续发展方面的第要作用. 4、针对光伏并网发电领域中的工程问题，能够充分考虑工程实 践对环境的影响，应用新能源技术体现节能、环保意识，并撰写报告。B-1、能够熟练运用word等规范科 技文章的写作要求。2、能够比较规范的绘制各类图表。3、能够明确太阳镜在环境保护和可持续发展方面 的重要作用。4、针对光伏并网发电领域中的工程问题.能够比较充分考虑工程实践对环境的影响.应用新 能源技术体现节能、环保意识.并撰写报告。C-1,能够比较熟练运用word等
18、规范科技文笔的写作要求。2、能够比较规范的绘制各类图表，3、基本能够明确太阳能在环境保护和可持续发展方面的重要作用。4、 针对光伏并网发电领域中的工程问题，能够比较充分考虑工程实践对环境的影响，应用新能源技术体现节 能、环保意识，并撰写报告。尸1、不能熟练运用word等规范科技文笔的写作要求。2、不能规范的绘制各 类图表。3、不能明确太阳能在环境保护和可持续发展方面的重要作用。4、针对光伏并网发电领域中的工 程问题.不能够充分考虑工程实践对环境的影响.应用新能源技术体现节能、环保意识,并撰写报告.评分等 (A, B,C级说明：,D, E=90100, 80-89, 70 79, 60 69,559; A, B, C, D=(90-100,75-89, 60 74,0-59 ： A, B, C=90-100, 75-89, 60 74, 0-59; (A, B = 80 100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书太阳能光伏并网发电及其逆变控制第二版,张兴，苫仁贤，机械工业出版社，2018.2图书太阳能光伏发电及其应用，赵争鸣.刘建政.科学出版社，2005.七 实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实晚类型上机1光伏电池特性测试新能源实聆室12154专业必做脍证性否2瞰M调制和锁相技术新能源实脸室12158专业必做综合性否