超大功率风力发电长距离输电发电站制造技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超大功率风力发电长距离输电发电站，属于新能源利用
技术介绍
随着化石能源的紧缺，以及治理“温室气体”效应，为达到降低环境污染、绿色环保的目的，风力发电技术得到了快速应用。现有风力发电技术，都采用“直接”的发电、并网和输电技术：流动空气的动能作用在风力机的叶片上，推动风力机旋转，将空气的动能转变成风力机旋转的机械能。风力机转轴与双馈异步发电机转子或永磁直驱发电机转子连接，风力机驱动发电机转子磁场在发电机定子绕组中旋转，在定子绕组中产生感应电动势，定子绕组通过机电或电力半导体并网装置与电网并网，把风力发电机产生的电能直接输送到电网。采用现有风力发电技术“产生”的风电能，是一种波动性、随机性风电能，直接输出到电网的电功率难以稳定。风力发电机组对有功功率和无功功率控制都不足，在风力大幅度变化或电网故障电压急剧跌落时，风力发电机组会自动“解列”脱网，导致电网电压更加跌落，造成电网运行不稳定甚至崩溃。为保证电网稳定运行，风力发电机组接入电网的装机容量一般不超过10％～15％，单台风力发电机组的供电能力只能按额定功率的16％-18％计算输出功率，造成建设风力发电场资金浪费。风力发电场一般建设在远离城市的地区，采用现有风力发电长距离输送技术，以750KV超高压交流输电方式或正、负800KV特高压直流输电方式，通过长距离输电，从风力发电场向千里以外的用户供电。由于风力发电的随机性导致输电线路的输送功率大幅度变化，将引起输电线路充电功率大幅度变动。因此，在风电场升压变电站必须安装15％～20％的SVC等动态无功补偿柔性输电设备。既增加了风力发电成...
【技术保护点】
一种组合式电机，所述的组合式电机包括同步电机组和同步电动机组，其特征是具有同步励磁机组，具体结构是，同步电机定子、同步励磁机定子和同步电动机定子，依次同轴安装在组合式电机钢质底座上，用定子螺栓连为一体，同步电机转轴、同步励磁机转轴和同步电动机转轴为同一根主轴，主轴上分段依次安装同步电机嵌入励磁磁钢的励磁绕组转子、同步励磁机发电绕组转子和同步电动机嵌入启动磁钢的励磁绕组转子；同步励磁机转子的发电绕组输出端，经电缆分别与同步电机转子的励磁绕组输入端连接供电励磁，同步励磁机转子与同步电动机转子之间的主轴上安装励磁旋转整流器，同步励磁机转子的发电绕组输出端，经电缆分别与励磁旋转整流器输入端连接，励磁旋转整流器输出端经电缆分别与同步电动机转子的励磁绕组输入端连接供电励磁；主轴的一端支承在同步电机定子的前端盖轴承内，主轴的另一端支承在同步电动机定子的后端盖轴承内，在这一端主轴加工带键槽的安装孔；由外部旋转力矩驱动组合式电机主轴旋转，组合式电机作为发电机发电，从组合式电机定子绕组输出电能；外部电源向组合式电机定子绕组供电，组合式电机作为电动机，从主轴输出旋转力矩。
【技术特征摘要】
1.一种组合式电机，所述的组合式电机包括同步电机组和同步电动机组，其特征是具有同步励磁机组，具体结构是，同步电机定子、同步励磁机定子和同步电动机定子，依次同轴安装在组合式电机钢质底座上，用定子螺栓连为一体，同步电机转轴、同步励磁机转轴和同步电动机转轴为同一根主轴，主轴上分段依次安装同步电机嵌入励磁磁钢的励磁绕组转子、同步励磁机发电绕组转子和同步电动机嵌入启动磁钢的励磁绕组转子；同步励磁机转子的发电绕组输出端，经电缆分别与同步电机转子的励磁绕组输入端连接供电励磁，同步励磁机转子与同步电动机转子之间的主轴上安装励磁旋转整流器，同步励磁机转子的发电绕组输出端，经电缆分别与励磁旋转整流器输入端连接，励磁旋转整流器输出端经电缆分别与同步电动机转子的励磁绕组输入端连接供电励磁；主轴的一端支承在同步电机定子的前端盖轴承内，主轴的另一端支承在同步电动机定子的后端盖轴承内，在这一端主轴加工带键槽的安装孔；由外部旋转力矩驱动组合式电机主轴旋转，组合式电机作为发电机发电，从组合式电机定子绕组输出电能；外部电源向组合式电机定子绕组供电，组合式电机作为电动机，从主轴输出旋转力矩。2.一种多段式电动机，所述的多段式电动机包括异步电动机组，其特征是具有包括副同步电动机组、电动同步励磁机组和主同步电动机组的变功率电动机；具体结构是，异步电动机组、副同步电动机组、电动同步励磁机组和主同步电动机组依次同轴安装在多段式电动机钢结构底座上，异步电动机的一端输出轴经联轴器与副同步电动机的一端输出轴同轴连接，副同步电动机的另一端输出轴经联轴器与电动同步励磁机的一端输入轴同轴连接，电动同步励磁机的另一端输入轴经联轴器与主同步电动机的一端输出轴同轴连接，主同步电动机的另一端输出轴加工带键槽的内孔；外部三相交流电源分别经电缆与异步电动机、副同步电动机、电动同步励磁机和主异步电动机的变频器的三相交流输入端连接，异步电动机、副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器的三相交流输出端，分别经电缆与异步电动机、副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的定子绕组的三相交流输入端连接，多段式电动机将外部三相交流电源分别输入的电功率转换为机械功率，合成输出稳定的机械功率。3.一种多段式电动机组，所述的多段式电动机组包括电动蓄电池站，其特征是具有如权利要求2所述的多段式电动机；具体结构是，多段式电动机安装在电动蓄电池站上，在异步电动机、副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器上分别增加直流正极和直流负极接线端子，异步电动机、副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器的三相整流器的直流正极和直流负极，分别经电缆与增加的直流正极和直流负极接线端子连接；外部三相交流电源的输出端，分别经电缆与异步电动机、副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器的三相交流输入端连接，异步电动机变频器增加的直流正极和直流负极接线端子，副同步电动机变频器增加的直流正极和直流负极接线端子，电动同步励磁机和主同步电动机的变频器增加的直流正极和直流负极接线端子，分别经电缆与电动蓄电池站的直流正极和直流负极连接；异步电动机、副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器作为“整流器”，由外部三相交流电源供电，向连接的电动蓄电池站充电储存电能，作为“逆变器”，由连接的电动蓄电池站供应电能逆变，输出三相交流电分别驱动异步电动机、副同步电动机和主同步电动机，以及在电动同步励磁机中产生定子磁场。4.一种感应加热管式加热锅炉，所述的感应加热管式加热锅炉包括钢结构炉体、钢质炉管、锅筒，其特征是具有炉管感应加热电源、炉管感应加热变压器、炉管感应加热器、过热感应加热电源、过热感应加热变压器和过热感应加热器；具体结构是，钢结构炉体底座上放置炉管进气汇管，炉管进气汇管与轴流式压气机排出压缩气体的管道或经预热器预热排出压缩气体的管道或锅炉供水泵输送工业软水的管道或经预热器预热输送工业软水的管道连接；在炉管进气汇管上沿横向和纵向平行安装钢质炉管，每根钢质炉管的一端炉管进气汇管连接，另一端与锅筒连接，每根钢质炉管上分段安装炉管感应加热器的感应加热线圈，锅筒的热气排气口连接保温钢质热气管道；钢结构炉体上分段安装炉管平台，炉管平台上安装炉管感应加热电源、炉管感应加热变压器，炉管感应加热电源输出端分别经电缆与炉管感应加热变压器的初级线圈连接，炉管感应加热变压器的次级线圈输出端经电缆分别与炉管感应加热器的感应加热线圈连接；钢结构炉体的顶部安装过热平台，过热平台上安装过热感应加热电源、过热感应加热变压器，过热感应加热器的感应加热线圈缠绕在保温钢质热气管道上，过热感应加热电源输出端经电缆分别与过热感应加热变压器的初级线圈输入端连接，过热感应加热变压器的次级线圈输出端经电缆分别与过热感应加热器的过热感应加热线圈输入端连接；由外部三相交流电源向炉管感应加热电源和过热感应加热电源供电，通过感应加热产生的涡流加热流过钢质炉管的工质，产生过热高温高压工质。5.如权利要求4所述的感应加热管式加热锅炉，炉管感应加热器包括钢质炉管和炉管感应加热线圈，过热感应加热器包括钢质热气管道和过热感应加热线圈，其特征是在钢质炉管外涂装保温材料，导电铜板缠绕在涂装了保温材料的钢质炉管上构成炉管感应加热线圈，炉管感应加热线圈的两端制作连接孔；在钢质热气管道外涂装保温材料，导电铜板缠绕在涂装了保温材料的钢质热气管道上构成过热感应加热线圈，过热感应加热线圈的两端制作连接孔。6.一种热气发动机，所述的热气发动机包括管壳式换热器和热气动力机，其特征是具有如权利要求4所述的感应加热管式加热锅炉；热气动力机包括汽轮机或透平机或内燃机和轴流式压气机，具体结构是，汽轮机或透平机或内燃机的输出轴经联轴器与轴流式压气机的输入轴同轴连接，轴流式压气机的进气口连接空气过滤器，轴流式压气机的排气口连接管壳式换热器的管程进气口，管壳式换热器的管程排气口连接感应加热管式加热锅炉的炉管进气汇管，感应加热管式加热锅炉的锅筒的热气排气口连接保温钢质热气管道，保温钢质热气管道连接至热气动力机的进气口，热气动力机的排气口经管道连接管壳式换热器的壳程进气口，管壳式换热器的壳程排气口连接废气排气管，从轴流式压气机的输出轴稳定输出动力。7.如权利要求6所述的热气发动机，其特征是热气透平机或热气内燃机保留燃油供给系统和燃油点火系统，燃油供给系统向燃烧室喷入燃油，燃油点火系统使喷入燃烧室的燃油燃烧做功，输出辅助动力。8.一种热气发动机组，所述的热气发动机组包括感应加热蓄电池站，其特征是具有如权利要求6所述的热气发动机；具体结构是，每台炉管感应加热电源增加直流正极和直流负极接线端子，每台炉管感应加热电源的三相整流器的直流正极和直流负极，经电缆分别与增加的直流正极和直流负极接线端子连接，每台炉管感应加热电源的三相整流器增加的直流正极和直流负极接线端子，分别经电缆与感应加热蓄电池站的直流正极和直流负极连接；过热感应加热电源增加直流正极和直流负极接线端子，过热感应加热电源的三相整流器的直流正极和直流负极，经电缆分别与增加的直流正极和直流负极接线端子连接，过热感应加热电源的三相整流器增加的直流正极和直流负极接线端子，分别经电缆与感应加热蓄电池站的直流正极和直流负极连接；炉管感应加热电源作为“逆变器”，从连接的感应加热蓄电池站获得电能逆变，增加输出交变电功率加热钢质炉管，炉管感应加热电源作为“整流器”，外部三相交流电源供电向连接的感应加热蓄电池站充电储存电能；由外部三相交流电源和感应加热蓄电池站分别向炉管感应加热电源和过热感应加热电源供电，驱动热气发动机运转输出动力。9.一种超大功率风力发电长距离输电发电站，所述的超大功率风力发电长距离输电发电站包括升压变压器和机电式并网装置，其特征是具有倍功率风力发电机组、热气发动机组、大型同步发电机、变功率电动机组、风力电动发电机组、恒功率风力发电机组和降压变压器；热气发动机、大型同步发电机和变功率电动机依次同轴安装在感应加热蓄电池站和电动蓄电池站的钢结构撬装底座上，热气发动机的轴流式压气机的输出轴经联轴器与大型同步发电机的一端输入轴同轴连接，大型同步发电机的另一端输入轴经联轴器与变功率电动机的副同步电动机的另一端输出轴同轴连接；外部电网或上一站超大功率风力发电长距离输电发电站或相邻超大功率风力发电长距离输电发电站输送110KV或220KV三相交流电的输电线路，分别经电缆与本站降压变压器的三相交流电输入端连接，降压变压器的三相交流电输出端：分别经电缆与本站的变功率电动机的电动同步励磁机和主同步电动机的变频器的三相交流输入端连接供电，分别经电缆与本站的热气发动机的感应加热管式加热锅炉的一组炉管感应加热电源和过热感应加热电源的三相交流输入端连接供电；本站倍功率风力电动发电机组的三相交流电输出端，分别经电缆与热气发动机的感应加热管式加热锅炉的炉管感应加热电源和过热感应加热电源的三相交流电输入端连接供电，热气发动机运转输出动力；本站风力电动发电机组的三相交流电输出端，分别经电缆与变功率电动机的副同步电动机变频器的三相交流输入端连接供电，变功率电动机运转输出动力，热气发动机与变功率电动机共同驱动大型同步发电机旋转发电；大型同步发电机的三相交流电输出端，分别经电缆与升压变压器的三相交流输入端连接，升压配电站的三相交流电输出端，分别经电缆与机电式并网装置的三相交流电输入端连接，机电式并网装置的三相交流电输出端与下一站超大功率风力发电长距离输电发电站的110KV或220KV三相交流电输电线路连接，向下一站超大功率风力发电长距离输电发电站输送110KV或220KV、高质量、超大功率50赫兹标准正弦波高压三相交流电能。10.如权利要求9所述的超大功率风力发电长距离输电发电站，其特征是风力发电和长距离输送风电能使用以下新型机电设备：(1)、恒功率风力发电机组包括塔架、风力机、机舱、偏航装置、主传动装置、恒功率蓄电池组、恒功率发电机和电子调节器，其特征是恒功率发电机采用组合式电机结构，包括恒功率同步发电机、恒功率同步励磁机组和恒功率同步电动机组，恒功率发电机主轴的一端支承在倍功率同步发电机定子的前端盖轴承内，主轴的另一端支承在恒功率同步电动机定子的后端盖轴承内；塔架上安装机舱，机舱底座上依次安装偏航装置、主轴承、主传动轴、恒功率发电机；主轴承支承主传动轴，主传动轴前端安装风力机，主传动轴后端经联轴器与恒功率发电机的恒功率同步发电机的另一端输入轴同轴连接，恒功率发电机主轴的一端与电子调节器的电子测速发电机传动轴同轴连接，电子测速发电机定子用螺钉固定在恒功率同步电动机定子的端盖上，恒功率发电机钢质底座上安装恒功率同步励磁机变频器、恒功率同步电动机变频器和电子调节器的直流接触器；恒功率同步励磁机变频器三相交流输入端经电缆分别与恒功率同步发电机的三相交流输出端连接，恒功率同步励磁机变频器三相交流输出端，经电缆分别与恒功率同步励磁机的定子线圈的三相交流输入端连接；恒功率同步电动机变频器的三相整流电路的输出直流正极，经电子调节器的直流接触器的一组常开触点，经电缆与恒功率蓄电池组的直流正极连接，恒功率同步电动机变频器的逆变电路的直流正极经直流接触器的一组常闭触点与恒功率蓄电池组的直流正极连接，恒功率同步电动机变频器的逆变电路直流负极与恒功率蓄电池组的直流负极连接；恒功率同步电动机变频器的三相交流输出端，分别经电缆与恒功率同步电动机定子绕组的三相交流输入端连接，恒功率同步电动机定子绕组的三相交流输...
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