第01章
叶片除冰系统概述
风力发电叶片结冰的危害、除冰的必要性、国内外除冰技术现状对比、课程目标与学习路径。
概述背景
第02章
结冰机理与气象条件
叶片结冰的物理过程、影响结冰的关键气象参数（温度、湿度、风速、水滴直径）、结冰类型分类。
机理气象
第03章
叶片气动设计与结冰关系
翼型选择对结冰敏感性的影响、叶片表面粗糙度与结冰、结冰对叶片气动性能的量化影响。
气动翼型
第04章
除冰系统总体架构设计
系统功能需求分析、系统组成模块（感知层、决策层、执行层）、系统架构图绘制、设计指标与约束条件。
架构模块
第05章
结冰探测与传感技术
直接探测法（结冰传感器、振动法、电容法）、间接探测法（气象模型、功率曲线对比）、传感器选型与布点策略。
传感探测
第06章
基于模型的结冰预测算法
结冰增长模型（Makkonen模型）、热力学模型、数据驱动预测方法（机器学习入门）、模型验证与校准。
算法预测
第07章
电热除冰系统设计
电热元件选型（碳纤维、PTC陶瓷、金属加热膜）、加热分区设计、功率计算与热负荷分析、热绝缘层设计。
电热加热
第08章
气热除冰系统设计
热气源选择（电加热器、发动机引气）、管道布局与热损失计算、喷嘴设计与射流冲击换热、热气除冰效率评估。
气热射流
第09章
机械除冰系统设计
气动带（Pneumatic Boots）工作原理、电磁脉冲除冰、超声波除冰、机械除冰的优缺点与适用场景。
机械脉冲
第10章
涂层防冰技术
超疏水涂层原理、防冰涂层材料（PTFE、硅烷、纳米涂层）、涂层耐久性与环境适应性测试、协同策略。
涂层防冰
第11章
除冰系统控制策略
基于阈值的开关控制、PID温度控制、模糊逻辑控制、模型预测控制（MPC）在除冰中的应用。
控制策略
第12章
除冰系统供电与功率管理
风机自身供电能力评估、储能系统设计（超级电容、锂电池）、功率分配策略、低功耗模式设计。
供电功率
第13章
数据采集与通信系统
传感器数据采集模块（ADC、滤波）、机载通信协议（CAN总线、Modbus）、远程监控与数据传输（4G/5G、LoRa）。
通信数据
第14章
除冰系统仿真与建模
基于CFD的结冰仿真（FENSAP-ICE）、热-电-流多物理场耦合仿真、系统级仿真（MATLAB/Simulink）、仿真结果分析。
仿真CFD
第15章
实验室测试与验证
结冰风洞测试方案、加热元件性能测试、控制系统硬件在环（HIL）测试、测试数据分析与报告。
测试风洞
第16章
现场测试与运行数据
现场测试方案设计、测试平台搭建（改造风机）、运行数据采集（温度、功率、结冰状态）、数据后处理与评估。
现场数据
第17章
除冰系统可靠性设计
可靠性指标（MTBF、MTTR）、冗余设计（传感器冗余、加热回路冗余）、故障模式与影响分析（FMEA）、环境适应性测试。
可靠性冗余
第18章
除冰系统安全性设计
电气安全（绝缘、漏电保护）、热安全（过热保护、防火）、机械安全（运动部件防护）、系统故障安全模式。
安全保护
第19章
除冰系统维护与运维
日常巡检内容、预防性维护计划、故障诊断与排除流程、备件管理与生命周期成本分析。
运维维护
第20章
除冰系统经济性分析
初始投资成本（CAPEX）、运营维护成本（OPEX）、发电量损失对比分析、投资回收期计算、全生命周期成本（LCC）评估。
经济LCC
第21章
除冰系统标准与认证
国内外相关标准（IEC 61400、DNV GL、GB/T）、型式认证流程、功能安全认证（IEC 61508）、电磁兼容性（EMC）认证。
标准认证
第22章
海上风电叶片除冰特殊挑战
海上高湿度盐雾环境、海上运维难度大、海上风机可达性差、海上除冰系统防腐设计、海上专用除冰方案。
海上防腐
第23章
高海拔与寒冷地区除冰方案
高海拔低气压对除冰的影响、低温启动问题、冻土与基础稳定性、寒冷地区专用材料选型。
高海拔寒冷
第24章
智能除冰系统与数字孪生
数字孪生技术概述、除冰系统数字孪生架构、实时状态映射与预测、基于数字孪生的优化决策。
数字孪生智能
第25章
除冰系统与风机主控系统集成
接口定义与协议、控制逻辑融合、状态监测与报警联动、远程控制与无人值守。
集成主控
第26章
实战案例一：2MW陆上风机电热除冰改造
项目背景、方案设计、实施过程、改造效果与数据对比。
案例电热
第27章
实战案例二：5MW海上风机气热除冰系统
项目背景、系统设计、海上安装挑战、运行效果与经验总结。
案例气热
第28章
实战案例三：高海拔风电场涂层+电热混合除冰
项目背景、混合方案设计、现场测试结果、经济性分析。
案例混合
第29章
除冰系统常见故障与排除
传感器故障（漂移、失效）、加热元件烧毁、控制系统通信中断、除冰效果不达标、故障案例库。
故障排除
第30章
除冰技术发展趋势与展望
新型除冰材料（石墨烯、形状记忆合金）、人工智能在除冰中的应用、多能互补除冰系统、标准化与模块化设计趋势。
趋势展望