CN106253616A - 超大功率风力发电长距离输电发电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括倍功率风力发电机组、热气发动机组、同步发电机、多段式电动机组、风力电动发电机组和恒功率风力发电机组的超大功率风力发电长距离输电发电站，既能从波动性、随机性变化的风力中，最大功率地捕捉风能并转换成50赫兹标准正弦波三相交流电，又能稳定地与电网并网连接，经分段长距离稳定输送超大功率风电能，降低超大功率风力发电机组的生产成本和建设风力发电场的投资，发生自然灾害或长距离输电线路发生故障时，仍然能向供电用户输送一定的电能满足生活必需。

Description

超大功率风力发电长距离输电发电站

技术领域

本发明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领域。

背景技术

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本，又在发生自然灾害或长距离输电线路发生故障时，不能向供电用户输送电能满足生活需要。

现有的永磁直驱发电机，永久磁体使用稀土材料，必须配置全功率变流器，不仅导致永磁直驱发电机体积大、重量重，而且生产成本高，为保护全功率变流器，电网故障时会自动“解列”脱网。现有的双馈异步发电机必须配置增速齿轮箱和部分功率变流器，增速齿轮箱不仅故障高、噪声大、运行维护工作量大，而且造成双馈异步发电机体积大、重量重、生产成本高。3MW的大功率风力发电机组部件单件重量达到300吨以上，既增加超大功率风力发电机组生产、运输、吊装、安装、调试成本，又增加风力发电场建设辅助费用。

由上所述，采用现有的风力发电和长距离输电技术，生产超大功率风力发电机组受到限制，风力发电场供电质量低，建设风力发电场投资高，在风力较不丰富区的内陆地区不能利用风力发电；而风力发电机组又不能像火力发电机组一样，作为电网骨干机组使用，妨碍了风能作为清洁能源的利用，是不实用、不经济的风力发电和输电技术。

发明内容

针对现有的风力发电和长距离输电技术存在的不足，本发明的目的是：提供一种在风力较不丰富的内陆地区使用的超大功率风力发电长距离输电发电站，从波动性、随机性变化的风力中，最大功率地捕捉风能转换成“风电能”，将风电能作为新型机电设备发电的“自然能源”，从新型机电设备输出稳定电能，经机电式并网装置与电网稳定连接，经分段长距离输送超大功率风电能，降低超大功率风力发电机组的生产成本和建设风力发电场的投资，发生自然灾害或长距离输电线路发生故障时，仍然能向供电用户输送一定的电能满足生活必需。

本发明的上述目的，是利用下述发明新型机电设备，合成输出超大功率风电能实现：

1、由恒功率同步发电机、恒功率同步励磁机、恒功率同步电动机组成的“恒功率发电机”，利用具有飞轮作用的恒功率同步发电机转子、恒功率同步励磁机转子和恒功率同步电动机转子的转动惯量的功率补偿，在外部瞬间变化旋转力矩驱动下，保持输出恒定的电功率。

2、由塔架、机舱、风力机、偏航装置、主传动装置、恒功率发电机、电子调节器和恒功率蓄电池组，组成的“恒功率风力发电机组”，依靠具有电动飞轮功能的恒功率同步电动机，工作于电动机运行状态的电动驱动和发电机状态的能耗制动，从波动性、随机性变化的风力中最大功率捕捉风能，并转换成电能，稳定输出较高质量的、小功率正弦波三相交流电能；

3、由恒功率风力发电机组为基础部件，增加“倍功率发电机”和电驱蓄电池站组成倍功率风力发电机组，由恒功率风力发电机组和电驱蓄电池站向倍功率同步电动机供电，驱动倍功率同步发电机发出1～1.5倍恒功率风力发电机组功率的电功率；

4、由异步电动机组和变功率电动机同轴连接组成“多段式电动机”，由大型同步发电机，多段式电动机和电动蓄电池站组成“电动发电机组”，由多台恒功率风力发电机组向电动发电机组供电，组成“风力电动发电机组”，多段式电动机驱动大型同步发电机旋转发电，输出高质量、大功率50赫兹正弦波三相交流电能；

5、由感应加热管式加热锅炉、热气动力机、管壳式换热器组成“热气发动机”，由大型同步发电机、热气发动机和感应加热蓄电池站组成“热气发电机组”，由多台倍功率风力发电机组向热气发电机组供电组成“风力热气发电机组”，将风能转换成热气能，驱动热气动力机组运转驱动大型同步发电机旋转发电，输出高质量、大功率50赫兹标准正弦波三相交流电能；

6、由热气发动机、大型同步发电机和变功率电动机，组成“大功率热气电动发电机”，由多台倍功率风力发电机组向热气发动机供电，多台风力电动发电机组向变功率电动机供电，组成“超大功率风力热气电动发电机组”，热气发动机和变功率电动机共同驱动大型同步发电机旋转发电，合成输出高质量、超大功率50赫兹标准正弦波三相交流电能；

7、沿风力发电场到供电用户之间，分段建立多个包括降压配电站、倍功率风力发电机组、超大功率风力热气电动发电机组、风力电动发电机组、恒功率风力发电机组和升压配电站的超大功率风力发电长距离输电发电站，各站之间架设110KV或220KV输电线路；

8、由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，向本站超大功率风力热气电动发电机组供应辅助三相交流电能，本站倍功率风力发电机组和恒功率风力发电机组向本站超大功率风力热气电动发电机组供应主要三相交流电能，共同驱动本站大型同步发电机旋转发电，向下一站超大功率风力发电长距离输电发电站输送高质量、超大功率的50赫兹标准正弦波三相交流电。

由上所述，采用本发明的超大功率风力发电长距离输电站，利用风力发电和长距离输送风电能的效益包括：

(1)、采用技术成熟、价格低的发电机，取消增速齿轮箱、风叶变幅装置、液压控制站等部件，大幅度降低恒功率发电机的体积、重量和生产成本，以相同价格生产相同功率的恒功率风力发电机组，恒功率发电机可以安装在更高的塔架上，提高风力机叶尖比，直接提高风力机效率，以相同价格生产相同功率的恒功率风力发电机组，输出更大功率的风电功率；

(2)、由倍功率风力发电机组、热气发动机组、大型同步发电机、多段式电动机组、风力电动发电机组和恒功率风力发电机组，组成“超大功率风力热气电动发电机组”，降低超大功率风力发电机组的生产技术和生产成本，以及运输、安装、调试费用；

(3)、利用外部电网电能，以110KV或220KV输电线路分段输送风电能，降低风电场建设对风力等级要求，便于在较低风速的内陆地区建设风电场，降低利用风力发电的投资；

(4)、超大功率风力发电长距离输电发电站与电网稳定并网，可以向电网输送三相交流电能，又能从电网供电低谷期吸收低价电能和风电能向感应加热蓄电池站和电动蓄电池站充电储能，在电网供电高峰期以储存的电能发电，降低电网供电自然能源消耗，并降低环境污染；

(5)、超大功率风力发电长距离输电发电站之间的输电线路发生故障时，各站超大功率风力发电长距离输电发电站仍然能利用本站风力发电和储存电能，以及相邻的超大功率风力发电长距离输电发电站或电网输送的电能继续发电，继续向下一站超大功率风力发电长距离输电发电站输送电能，向供电用户输送一定的电能满足生活必需。

因此，以超大功率风力发电长距离输电发电站为核心设备建设的风力发电厂，可以像以汽轮发电机组为核心设备建设的火力发电厂一样，作为电网骨干厂家，以风力发电厂代替火力发电厂发电，有利于风能的大规模、大范围利用，实现节能减排，降低环境污染的目的。

附图说明

以下结合附图对采用本发明的实施例进行具体描述，其中：

图1-1是恒功率风力发电机组的剖视图。

图1-2是倍功率风力发电机组的剖视图。

图2是多段式电动机和多段式电动机组，以及恒功率风力发电机组的主视图。

图3是使用热气气轮机的热气发动机和热气发动机组，以及采用的倍功率风力发电机组的主视图。

图4是使用热气气轮机的大功率热气电动发电机和大功率风力热气电动发电机组主视图。

图5是使用蒸汽气轮机的大功率热气电动发电机和大功率风力热气电动发电机组主视图。

图1-1中1-1是恒功率蓄电池组、1-2是恒功率同步电动机变频器、1-3是恒功率同步励磁机变频器、1-4是电子测速发电机、1-5是恒功率同步电动机、1-6是恒功率同步励磁机、1-7恒功率同步发电机、1-8是主轴、1-9是主轴承、1-10是风力机、1-11是塔架、1-12是钢结构橇装底座。

图1-2中1-13是倍功率同步电动机、1-14是倍同步电动机变频器、1-15是倍功率同步励磁机、1-16是倍功率同步励磁机变频器、1-17是倍功率同步发电机、1-18是电驱蓄电池站。

图2中2-1是第1组电动蓄电池站、2-2是异步电动机组、2-3第2组电动蓄电池站、2-4是副同步电动机组、2-5是电动同步励磁机组、2-6是主同步电动机组、2-7是电力测速发电机、2-8是第3组电动蓄电池站。

图3中3-1是第1台炉管感应加热电源、3-2是炉管感应加热器、3-3是锅筒、3-4是过热感应加热电源、3-5是过热感应加热器、3-6是第2台炉管感应加热电源、3-7是第3台炉管感应加热电源、3-8是第1组感应加热蓄电池站、3-9是管壳式换热器、3-10是第2组感应加热蓄电池站、3-11是第3组感应加热蓄电池站、3-12是热气气轮机、3-13是轴流式压气机、3-14是空气过滤器、3-15是备用蓄电池站。

图4中3-12是热气气轮机、3-16是大型同步发电机、3-17是变功率电动机主轴。

图5中3-17是变功率电动机主轴、3-18是蒸汽气轮机、3-19是锅炉给水泵。

具体实施方式

本发明所述的超大功率风力发电长距离输电发电站，包括降压配电站、“倍功率风力发电机组”、“热气发动机组”、同步发电机、“多段式电动机组”、“变功率电动机组”、“风力电动发电机组”、“恒功率风力发电机组”和升压配电站等机电设备，下面分别说明。

由于风力波动性、随机性，本发明使用具有“电动飞轮”功能的“组合式电机”，从变化的风力中，最大功率地捕捉风能并转换成电能，稳定输出较高质量的正弦波三相交流电。

本发明所述的组合式电机包括同步电机组、同步励磁机组和同步电动机组，同步电机组包括同步电机和同步电机变频器，同步电机变频器安装在同步电机上；同步励磁机组包括同步励磁机和同步励磁机变频器，同步励磁机变频器安装在同步励磁机上；同步电动机组包括同步电动机和同步电动机变频器，同步电动机变频器安装在同步电动机上。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加工成同一根主轴，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的圆盘，圆盘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。

本实施例中，同步电机变频器、同步励磁机变频器和同步电动机变频器，异步电动机变频器都采用通用变频器，《电气传动的脉宽调制控制技术》、《电源变换应用技术》等技术资料，对通用变频器的电气结构、工作原理，对同步电机、异步电动机的控制，以及外部控制指令对通用变频器的控制作了详细介绍，本专业技术领域技术人员已经了解，不再赘述。

如图1-1所示，本发明所述的“恒功率风力发电机组”，包括“恒功率发电机”和风力发电塔架等部件两部分。

本实施例中，采用前述的组合式电机作为“恒功率发电机”，同步电机始终运行于同步发电机状态，作为陈述区别，称为“恒功率同步发电机”，同步电机变频器没有使用；同步励磁机称为恒功率同步励磁机，同步励磁机变频器称为恒功率同步励磁机变频器；同步电动机称为恒功率同步电动机，同步电动机变频器称为恒功率同步电动机变频器；恒功率同步励磁机变频器、恒功率同步电动机变频器和直流接触器安装在恒功率发电机钢质底座上。

恒功率同步发电机和恒功率同步电动机采用“交流励磁机旋转整流器励磁方式”，恒功率同步发电机三相交流电输出端，分别经电缆与恒功率同步励磁机变频器三相交流输入端连接供电，恒功率同步励磁机变频器三相交流输出端，分别经电缆与恒功率同步励磁机定子绕组三相交流输入端连接供电，产生恒功率同步励磁机定子磁场。恒功率同步励磁机发电绕组转子在恒功率同步励磁机定子磁场中旋转，在发电绕组中产生感应电压向恒功率同步发电机转子励磁绕组供电励磁；感应电压同时也向励磁旋转整流器供电整流，励磁旋转整流器输出直流电向恒功率同步电动机转子励磁绕组供电励磁。

《风力发电基础》、《汽轮发电机及电气设备》、《电机学》、《特种电动机调速控制技术及应用》和《电源变换应用技术》等技术书籍，对同步发电机、交流励磁机旋转整流器励磁方式的电气设备的电气结构和工作原理，同步电动机的结构和工作原理，以及控制方法作了详细介绍，本专业技术领域技术人员已经了解，不再赘述。

恒功率发电机采用价格低的同步发电机、同步励磁机和同步电动机，取消价格高的增速齿轮箱，降低同功率的恒功率发电机的体积、重量、生产技术和生产成本。

如图1-1所示，本发明所述的“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、恒功率蓄电池站、恒功率发电机、恒功率同步励磁机变频器、倍功率同步电动机变频器和电子调节器。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直驱同步发电机的输入轴同轴连接。在电子调节器的电子测速发电机的传动轴上加工键槽，电子测速发电机的传动轴插入恒功率发电机的倍功率同步电动机主轴带键槽的安装孔同轴连接，通过键连接传递扭矩，电子测速发电机定子用螺钉固定在恒功率发电机的倍功率同步电动机定子的端盖上。塔架、风力机、机舱、偏航装置、主传动装置的机械结构和工作原理，《风力发电机组原理与应用》等技术书籍，作了详细介绍，本专业技术领域技术人员已经了解，不再赘述，仅对具体改装要点作说明。

在塔架内原有楼梯空隙处焊接安装恒功率蓄电池组的安装支架，根据倍功率同步电动机工作电压和功率，确定恒功率蓄电池组使用的蓄电池数量。单个蓄电池依次串联连接，串联电压满足倍功率同步电动机工作电压，串联后的蓄电池组再并联连接，满足倍功率同步电动机工作的储能容量。

焊接组装的钢结构撬装底座是恒功率风力发电机组的安装基体，塔架用螺栓固定安装在钢制撬装底座上。

本实施例中，电子调节器包括电子测速发电机、可变电阻和直流接触器，直流接触器具有六组常开触点、四组常闭触点。电子测速发电机输出连接半导体桥式整流器整流，整流器正极连接可变电阻的一端、可变电阻的另一端连接直流接触器的电磁线圈的一端，电磁线圈的另一端连接半导体桥式整流器的负极。调节可变电阻使电子测速发电机输出的电压，达到直流接触器的额定工作电压，直流接触器动作，常开触点闭合、常闭触点断开；电子测速发电机输出电压低于直流接触器额定工作电压，直流接触器复位，常开触点断开、常闭触点闭合，可间接调整恒功率发电机组输出功率。

本实施例中，恒功率同步电动机将运行在“发电机状态”和“电动机状态”，恒功率同步电动机变频器由电子调节器控制，作为“整流器”或“变频器”使用。因此，将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与逆变电路的输入直流正极连接断开。恒功率同步电动机变频器的三相整流电路的直流正极经电子调速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三相整流电路的直流负极经电缆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逆变电路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三相交流输出端分别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入端分别经直流接触器的另一组常开触点，与恒功率同步电动机变频器的三相交流输入端连接，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。恒功率同步励磁机变频器的三相整流电路的直流正极，经电缆与恒功率蓄电池组的直流正极连接，恒功率同步励磁机变频器的三相整流电路的直流负极，经电缆与恒功率蓄电池组的直流负极连接。

风力达到切入风速时，恒功率风力发电机组的风力机缓慢自启动，恒功率同步电动机变频器的逆变电路从恒功率蓄电池组得电逆变向恒功率同步电动机定子绕组供电，驱动与恒功率同步电动机同轴连接的恒功率同步发电机转子和风力机缓慢达到恒功率转速，恒功率风力发电机组从波动性、随机性变化的风力中最大功率捕捉风能，并转换成三相交流电，对外稳定输出波动量较小的正弦波三相交流电，作为恒功率风力发电机组的三相交流输出端。

从恒功率同步发电机输出的三相交流电采集电压信号，经整流后作为反馈信号经电缆连接至恒功率同步励磁机变频器的模拟输入端口，控制恒功率同步励磁机变频器输出的三相交变电压的频率和幅值，改变恒功率同步励磁机定子磁场强度，改变恒功率同步发电机励磁绕组转子和恒功率同步电动机励磁绕组转子产生的磁场强度，分别控制恒功率同步发电机输出端电压和恒功率同步电动机旋转力矩。

风力突然增大时，风力机输出功率增加，恒功率同步发电机转速增高，输出功率增加，同轴连接的电子测速发电机输出电压达到直流接触器额定工作电压，直流接触器得电动作常闭触点断开，恒功率同步电动机变频器的逆变电路与恒功率蓄电池站断开失电，恒功率同步电动机运行于发电机状态；直流接触器得电动作常开触点闭合，恒功率同步电动机定子绕组输出的三相交流电，经直流接触器闭合的常开触点，输入恒功率同步电动机变频器，经恒功率同步电动机变频器的三相整流器整流，向恒功率蓄电池组充电，以“能耗制动”方式抵消恒功率同步发电机驱动功率，控制恒功率风力发电机组输出恒定电功率。

风力突然降低时，风力机输出功率降低，恒功率同步发电机转速降低，输出功率降低，同轴连接的电子测速发电机输出电压低于直流接触器额定工作电压，直流接触器失电复位常闭触点闭合，恒功率同步电动机变频器的逆变电路从恒功率蓄电池站得电逆变，恒功率同步电动机运行于电动机状态。恒功率同步电动机变频器输出三相交流电压，向恒功率同步电动机定子绕组供电，驱动恒功率同步电动机旋转，恒功率同步电动机以“电动驱动”方式增加恒功率同步发电机驱动功率，控制恒功率风力发电机组输出恒定电功率。

恒功率风力发电机组取消风叶变幅装置、液压控制站等部件，降低恒功率风力发电机组的体积、重量、生产技术和生产成本，相同生产成本生产的恒功率风力发电机组，既提高风力机风叶的叶尖比，又可安装在更高的塔架上，直接提高恒功率风力发电机组的发电效率。

如图1-2所示，本发明所述的“倍功率风力发电机组”，以恒功率风力发电机组为基础部件，在塔架底座上增加安装一台前述的“组合式电机”和电驱蓄电池站组成。

本实施例中，增加安装的组合式电机作为“倍功率发电机”使用，组合式电机的同步电机始终运行于同步发电机状态，作为陈述区别，称为倍功率同步发电机，同步电机变频器没有使用；同步励磁机称为倍功率同步励磁机，同步励磁机变频器称为倍功率同步励磁机变频器；同步电动机称为倍功率同步电动机，同步电动机变频器称为倍功率同步电动机变频器。电驱测速发电机的传动轴上加工键槽，电驱测速发电机的传动轴插入倍功率同步电动机主轴带键槽的安装孔同轴连接，通过键连接传递扭矩，电驱测速发电机定子用螺钉固定在倍功率同步电动机定子的端盖上。

倍功率同步发电机和倍功率同步电动机采用“交流励磁机旋转整流器励磁方式”，倍功率同步发电机的三相交流输出端，分别经电缆与倍功率同步励磁机变频器三相交流输入端连接供电，倍功率同步励磁机变频器三相交流输出端，分别经电缆与倍功率同步励磁机的定子绕组的三相交流输入端连接供电励磁，产生倍功率同步励磁机定子磁场。倍功率同步励磁机发电绕组转子在倍功率同步励磁机定子磁场中旋转，在发电绕组中产生感应电压向倍功率同步发电机转子励磁绕组供电励磁；感应电压同时也向励磁旋转整流器供电整流，励磁旋转整流器输出直流电向倍功率同步电动机转子励磁绕组供电励磁。

本实施例中，倍功率同步电动机将始终运行在“电动机状态”，恒功率风力发电机组的三相交流输出端，分别经电缆与倍功率同步电动机变频器三相交流输入端连接供电，倍功率同步电动机变频器三相交流输出端，分别经电缆与倍功率同步电动机定子绕组的三相交流输入端连接供电，倍功率同步电动机驱动倍功率同步发电机转子旋转，从倍功率同步发电机的定子绕组输出三相交流电，作为倍功率风力发电机组的三相交流输出端。

从倍功率同步发电机输出的三相交流电采集电压信号，经整流后作为反馈信号输至倍功率同步励磁机变频器的一个模拟输入端口，控制倍功率同步励磁机变频器输出的三相交变电压的频率和幅值，改变倍功率同步励磁机定子磁场强度：改变恒功率同步发电机转子励磁绕组和倍功率同步电动机转子励磁绕组产生的磁场强度，控制倍功率同步发电机输出端电压。

从电驱测速发电机采集的电压信号，经整流后作为电压反馈信号经电缆与倍功率同步电动机变频器的另一个模拟输入端口连接，控制指令电压信号经电缆与倍功率同步电动机变频器的另外一个模拟输入端口连接，两电压信号控制倍功率同步电动机变频器输出的三相交变电压的频率和幅值，改变倍功率同步电动机产生的定子磁场强度，改变倍功率同步电动机输出功率，控制倍功率同步发电机输出功率。

倍功率同步励磁机变频器和倍功率同步电动机变频器采用通用变频器改装：在倍功率同步励磁机和倍功率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，倍功率同步励磁机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，倍功率同步电动机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。

根据倍功率同步电动机工作电压和功率，确定电驱蓄电池组使用的蓄电池数量。单个蓄电池依次串联连接，串联电压满足倍功率同步电动机工作电压，串联后的蓄电池组再并联连接，满足倍功率同步电动机工作的储能容量。蓄电池装入焊接组装的钢结构撬装底座内，组成电驱蓄电池站。

电驱蓄电池站的直流正极和直流负极，分别经电缆与倍功率同步励磁机变频器增加的直流正极和直流负极接线端子连接供电，电驱蓄电池站的直流正极和直流负极，分别经电缆与倍功率同步电动机变频器增加的直流正极和直流负极接线端子连接供电。

一倍功率风力发电机组由恒功率风力发电机组和电驱蓄电池站同时向倍功率同步电动机变频器供电，共同驱动倍功率同步电动机和倍功率同步发电机转子旋转，从倍功率同步发电机定子绕组输出高质量、50Hz标准正弦波三相交流电，输出1～1.5倍恒功率风力发电机组功率的三相交流电功率，作为倍功率风力发电机组的三相交流输出端。

本发明所述的“多段式电动机”，包括异步电动机组和由副同步电动机组、电动同步励磁机组和主同步电动机组组成的的“变功率电动机”。异步电动机组、副同步电动机组、电动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励磁机的一端输入轴同轴连接，电动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。

如图2所示，本实施例中，采用异步电动机组和一台前述的组合式电机作为“变功率电动机”，组成多段式电动机。组合式电机的同步电机始终运行于同步电动机状态，作为陈述区别，称为副同步电动机，同步电机变频器称为副同步电动机变频器；组合式电机的同步励磁机称为电动同步励磁机，同步励磁机变频器称为电动同步励磁机变频器；组合式电机的同步电动机称为主同步电动机，同步电动机变频器称为主同步电动机变频器。

本实施例中，多段式电动机包括由异步电动机和异步电动机变频器组成的异步电动机组和变功率电动机，异步电动机采用鼠笼式转子，异步电动机变频器安装在异步电动机上，异步电动机组和变功率电动机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变功率电动机的副同步电动机的另一端输出轴同轴连接。

副同步电动机和主同步电动机采用“交流机励磁旋转整流器励磁方式”，外部三相交流电源输出端经电缆与电动同步励磁机变频器的三相交流输入端连接，电动同步励磁机变频器三相交流输出端，分别经经电缆与电动同步励磁机定子绕组三相交流输入端连接供电，产生电动同步励磁机定子磁场，电动同步励磁机发电绕组转子在电动同步励磁机定子磁场中旋转，在发电绕组中产生感应电压向副同步电动机转子的励磁绕组供电励磁，感应电压电向励磁旋转整流器供电整流，励磁旋转整流器输出直流电向主同步电动机转子的励磁绕组供电励磁。

外部三相交流电源输出端分别经电缆与多段式电动机的异步电动机、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供电，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三相交流输入端连接供电，多段式电动机运转将外部三相交流电源分别输入的电功率，转换合成输出稳定的机械功率。

本发明所述的“电动发电机”，包括大型同步发电机、多段式电动机和电力测速发电机，大型同步发电机和多段式电动机同轴安装在钢结构底座上，大型同步发电机的一端输入轴经联轴器与多段式电动机的异步电动机的另一端输出轴同轴连接。电力测速发电机传动轴加工键槽，电力测速发电机传动轴插入主同步电动机定子后端盖端主轴加工的键槽孔内，通过键连接传递扭矩，电力测速发电机定子用螺钉固定在主同步电动机定子的后端盖上。

本实施例中，大型同步发电机包括同步发电机和励磁装置，需要输出超大功率风电功率，选用火力发电厂使用的汽轮发电机组的同步发电机和励磁装置。《汽轮发电机及电气设备》等技术书籍，对火力发电厂用同步发电机和励磁调节装置的电气结构和工作原理，励磁方法作了详细介绍，本专业技术领域技术人员已经了解，不再赘述。以下陈述中，大型同步发电机都选用火力发电厂使用的汽轮发电机组的同步发电机和励磁装置，不再重复说明。

外部三相交流电源的输出端分别经电缆与多段式电动机的异步电动机、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供电，多段式电动机运转输出动力，驱动大型同步发电机旋转发电。

本发明所述的“风力电动发电机”，包括恒功率风力发电机组和电动发电机，恒功率风力发电机组向多段式电动机供电组成“风力多段式电动机”。

本实施例中，由3台恒功率风力发电机组向1台“电动发电机”供电，3台恒功率风力发电机组的三相交流电输出端，分别经电缆与多段式电动机的异步电动机、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供电。

如图2所示，本发明所述的“多段式电动机组”，包括多段式电动机和电动蓄电池站，多段式电动机安装在电动蓄电池站钢结构撬装底座上。

电动蓄电池站由焊接组装的钢结构橇装底座和蓄电池组成，根据主同步电动机的工作电压和功率，确定蓄电池使用数量。单个蓄电池依次串联连接，串联电压满足主同步电动机工作电压，串联后的蓄电池组再并联连接，满足向主同步电动机临时供电的储能容量。

多段式电动机的异步电动机、副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器采用通用变频器改装：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，分别经电缆与分别增加的直流正极和直流负极接线端子连接。

本实施例中，由1台多段式电动机和3组电动蓄电池站组成1台多段式电动机组。一台三相交流电源的输出端，分别经电缆与异步电动机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，分别经电缆与第1组电动蓄电池站的直流正极和直流负极连接；另一台三相交流电源的输出端，分别经电缆与副同步电动机变频器的三相交流输入端连接，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，分别经电缆与第2组电动蓄电池站的直流正极和直流负极连接；另外一台三相交流电源的输出端，分别经电缆与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，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，分别经电缆与第3组电动蓄电池站的直流正极和直流负极连接。使得异步电动机、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旋转电动同步励磁机定子磁场。

本发明所述的“电动发电机组”，包括电动发电机和电动蓄电池站。

本实施例中，由1台电动发电机组和3组电动蓄电池站组成1台“电动发电机组”。外部三相交流电源输出端分别经电缆与多段式电动机的异步电动机、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、副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器分别增加的直流正极和直流负极接线端子，分别经电缆与3组电动蓄电池站的直流正极和直流负极连接如前述“多段式电动机组”所述，多段式电动机由外部三相交流电源和电动蓄电池站供电运转输出动力，驱动大型同步发电机旋转发电。

本发明所述的“风力电动发电机组”，包括恒功率风力发电机组和“电动发电机组”，其中，恒功率风力发电机组向多段式电动机组供电，组成风力多段式电动机组。

本实施例中，由3台恒功率风力发电机组向1台电动发电机组供电，3台恒功率风力发电机组的三相交流电输出端，分别经电缆与多段式电动机的异步电动机、副同步电动机、电动同步励磁机与主同步电动机的变频器的三相交流输入端连接供电。

多段式电动机由恒功率风力发电机组和电动蓄电池站供电运转输出动力，驱动大型同步发电机旋转发电。从同轴连接的电力测速发电机采集的电压信号，经整流后电压作为反馈信号经电缆分别与多段式电动机的异步电动机、副同步电动机和主同步电动机的变频器的一个模拟输入端口连接，控制指令电压信号经电缆分别与多段式电动机的异步电动机、副同步电动机和主同步电动机的变频器的另一个模拟输入端口连接，两电压信号分别控制多段式电动机的异步电动机、副同步电动机和主同步电动机机的变频器输出的三相交变电压的频率和幅值，改变多段式电动机的异步电动机、副同步电动机和主同步电动机的输出功率。控制大型同步发电机稳定输出高质量、大功率50Hz标准正弦波三相交流电，经机电式并网装置与电网稳定连接，向电网输送高质量的三相电能；在电网供电低谷期，吸收电网的低价三相交流电能和风力发电三相交流电能向电动蓄电池站充电储能，在电网供电高峰期以储存的电能发电，降低电网供电消耗的自然能源，并降低环境污染。

在风电场风功率降低时，风力电动发电机组从电动蓄电池站获得补充电能，向多段式电动机的异步电动机、副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器供电逆变增加输出功率，增加大型同步发电机驱动功率，保持风力电动发电机组输出额定电功率；在风电场风功率增高时，恒功率风力发电机组向电动蓄电池组充电消耗部分电能，降低大型同步发电机驱动功率，保持风力电动发电机组输出额定电功率。

输电线路发生故障或用户大型电气设备发生故障时，大型同步发电机输出端电压降低，除大型同步发电机励磁装置快速励磁外，由大型同步发电机转子，多段式电动机的异步电动机转子、副同步电动机转子、电动同步励磁机转子和主同步电动机转子的转动惯量的功率补偿，维持大型同步发电机转子转速缓慢降低、输出端电压缓慢降低；由电动蓄电池站向中功率电动同步励磁机变频器供电，从同轴连接的电力测速发电机采集的电压信号，经整流后电压作为反馈信号经电缆与电动同步励磁机变频器的一个模拟输入端口连接，控制多段式电动机的电动同步励磁机变频器输出的三相交变电压的频率和幅值，改变电动同步励磁机产生的定子磁场强度，电动同步励磁机发电绕组向多段式电动机的副同步电动机和主同步电动机的转子励磁绕组快速励磁，增加多段式电动机的副同步电动机和主同步电动机2～3倍驱动功率，促进大型同步发电机转子转速增加，促进风力电动发电机组输出端电压快速恢复，提高风力电动发电机组的抗低电压穿越能力。

如图3所示，本发明所述的新型动力机“热气发动机”，包括感应加热管式加热锅炉、管壳式换热器和热气动力机。

感应加热管式加热锅炉的结构和工作原理，与管式加热炉、电站锅炉的结构和工作原理基本一样，如《管式加热炉》、《发电厂动力部分》等技术书籍所述，管式加热炉、电站锅炉的结构和工作原理，本专业领域技术人员已经了解，不再赘述，仅对感应加热部分作说明。

由图3可见，感应加热管式加热锅炉包括钢结构炉体、钢质炉管、锅筒、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、过热感应加热器。具体结构是：钢结构炉体底座上放置感应加热管式加热锅炉的炉管进气汇管，依据加热量，炉管进气汇管上沿横向和纵向平行安装多根钢质炉管，每根钢质炉管的一端与炉管进气汇管连接，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。每根钢质炉管划分为多段分段加热，在钢质炉管外涂装保温材料，用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，在炉管感应加热线圈两端制作连接孔，涂装了保温材料的钢质炉管和炉管感应加热线圈组成炉管感应加热器。钢结构炉体上依据炉管感应加热器的分段数量分别安装炉管平台，炉管平台上分别安装炉管感应加热电源和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输入端连接，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炉管感应加热线圈输入端连接。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，过热感应加热器与炉管感应加热器具有相同结构，过热感应加热器的过热感应加热线圈分段缠绕在保温钢质热气管道上，在过热感应加热线圈两端制作连接孔，过热感应加热电源输出端分别经电缆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。增加钢质炉管长度、增加钢质炉管分段加热数量、增加炉管感应加热电源功率，增加感应加热管式加热锅炉的产热量。

本实施例中，感应加热管式加热锅炉的钢质炉管进气汇管上沿横向平行安装4根钢质炉管，沿纵向平行安装10根钢质炉管，每根钢质炉管分段加热数量为6段，炉管感应加热器240个，炉管感应加热变压器240台，炉管感应加热电源240台，炉管感应加热电源分成3组，每两层炉管平台上的炉管感应加热电源为一组，每组80台炉管感应加热电源，80台炉管感应加热电源的三相交流输入端并联连接。

如《工业炉耐热炉衬》技术书籍所述，涂装钢质炉管和热气管道的保温材料可采用耐火纤维或轻质耐热混泥土炉衬等材料。

炉管感应加热电源和过热感应加热电源，炉管感应加热变压器和过热感应加热变压器具有相同结构，分别采用通用感应加热电源和感应加热变压器，其电气结构和工作原理，以及对感应加热电源功率的控制，《现代感应加热装置》、《电源变换应用技术》等技术书籍作了详细介绍，本专业技术领域技术人员已经了解，不再赘述。

管壳式换热器利用对流换热，《化工设备》等技术书籍，对管壳式换热器的结构、工作原理和应用作了详细介绍，本专业技术领域技术人员已经了解，不再赘述。

“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，采用高温高压工质进行热功转换。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输入轴同轴连接，由轴流式压气机的输出轴经联轴器输出动力。

汽轮机、透平机和内燃机的结构和工作原理，《工程热力学》、《发电厂动力设备》、《汽车发动机构造与维修》技术书籍作了详细介绍，本专业技术领域技术人员已经了解，不再赘述。

本实施例中，1台感应加热管式加热锅炉、1台管壳式换热器、1台采用汽轮机的热气动力机组成“热气发动机”。感应加热管式加热锅炉、管壳式换热器和热气动力机安装在钢结构底座上。

一台外部三相交流电源的输出端，分别经电缆与第1组并联连接的80台炉管感应加热电源的三相交流输入端和过热感应加热电源的三相交流输入端连接，另一台外部三相交流电源的输出端，分别经电缆与第2组并联连接的80台炉管感应加热电源的三相交流输入端连接，另外一台外部三相交流电源的输出端，分别经电缆与第3组并联连接的80台炉管感应加热电源的三相交流输入端连接。

外部三相交流电源向3组炉管感应加热电源供电，炉管感应加热电源输出交变电压向炉管感应加热变压器供电，炉管感应加热变压器输出交变电压向连接的炉管感应加热器的炉管感应加热线圈供电。在炉管感应加热器内产生交变磁场，交变磁场在钢质炉管壁内产生“涡流”剧烈加热钢质炉管。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，与感应加热管式加热锅炉的炉管进气汇管连接，压缩气体或工业软水快速流过钢质炉管时被加热，产生高温气体进入锅筒储存，从锅筒热气排出口排出高温高压的热气或蒸汽工质。

由外部三相交流电源向过热感应加热电源供电，同上理由，过热感应加热器对流过保温钢质热气管道的高温高压热气或蒸汽再次加热，产生过热高温高压热气或蒸汽工质。

高温高压热气或蒸汽工质经保温钢质热气管道进入汽轮机或透平机或内燃机，驱动汽轮机或透平机或内燃机运转，由轴流式压气机的输出轴经联轴器输出动力。

本实施例中，热气动力机采用汽轮机，采用高温高压气体为工质，称为“热气气轮机”以示区别。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热气排气口连接保温钢质热气管道的一端，保温钢质热气管道的另一端连接至热气气轮机的进气口，热气气轮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排气管放空。

本发明所述的“热气发电机”包括热气发动机和大型同步发电机，热气发动机和大型同步发电机同轴安装在钢结构底座上，热气发动机的轴流式压气机的输出轴经联轴器与大功率同步发电机的一端输入轴同轴连接。

由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，热气发动机运转输出动力，驱动大型同步发电机旋转发电。

本发明所述的“风力热气发电机”包括倍功率风力发电机组和热气发电机，其中，倍功率风力发电机组向热气发动机供电组成“风力热气发动机”。

倍功率风力发电机组三相交流输出端，分别经电缆与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，热气发动机运转输出动力，驱动大型同步发电机旋转发电。

如图3所示，本发明所述的“热气发动机组”包括热气发动机和感应加热蓄电池站。

感应加热蓄电池站和备用蓄电池站，由焊接组装的钢结构橇装底座和蓄电池组成，根据炉管感应加热电源工作电压和功率，确定使用蓄电池的数量。单个蓄电池依次串联连接，串联电压满足炉管感应加热电源工作电压，串联后的蓄电池组再并联连接，满足短时向炉管感应加热电源供电的储能容量。

对炉管感应加热电源和过热感应加热电源进行改装：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。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。

本实施例中，采用1台热气发动机和3组感应加热蓄电池站，组成1台热气发动机组。

第1组80台炉管感应加热电源，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，分别经电缆与第1组感应加热蓄电池站的直流正极和直流负极连接。

第2组80台炉管感应加热电源，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，分别经电缆与第2组感应加热蓄电池站的直流正极和直流负极连接。

第3组80台炉管感应加热电源，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，分别经电缆与第3组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，分别经电缆与第3组感应加热蓄电池站的直流正极和直流负极连接。

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，热气发动机运转输出动力。

本发明所述的“热气发电机组”包括热气发动机组和大型同步发电机，热气发动机和大型同步发电机的钢结构底座安装在感应加热蓄电池站上，热气发动机的轴流式压气机的输出轴经联轴器与大功率同步发电机的一端输入轴同轴连接。

外部三相交流电源的输出端，分别经电缆与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，炉管感应加热电源和过热感应加热电源与感应加热蓄电池站的电气连接，如前述的“热气发动机组”所述。由外部三相交流电源和感应加热蓄电池站供电，热气发动机运转输出动力，驱动大型同步发电机旋转发电。

本发明所述“风力热气发电机组”包括倍功率风力发电机组和“热气发电机组”，其中，倍功率风力发电机组向热气发动机组供电组成“风力热气发动机组”，增加倍功率风力发电机组的单机功率，增加风力热气发电机组输出功率。

本实施例中，3台倍功率风力发电机组的三相交流输出端，分别经电缆与3组分别并联连接的80台炉管感应加热电源的三相交流输入端和过热感应加热电源的三相交流输入端连接。由3台倍功率风力发电机组和3组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同时供电，热气发动机运转输出动力，驱动大型同步发电机旋转发电。由于热气发动机可调节转速和输出功率，大型同步发电机稳定输出高质量、大功率50Hz标准正弦波三相交流电，经机电式并网装置与电网稳定连接，向电网输送高质量的三相电能，在电网供电低谷期，吸收电网的低价三相交流电能和风力发电三相交流风电能向感应加热蓄电池站充电储能，在电网供电高峰期以储存的电能发电，降低电网供电消耗的自然能源，降低环境污染。

在风电场风功率降低时，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，保持大功率同步发电机输出额定电功率；在风电场风功率增高时，炉管感应加热电源作为“整流器”，向连接的感应加热蓄电池站充电储存电能，消耗恒功率风力发电机组输出电能，保持大功率同步发电机输出额定电功率。

输电线路发生故障或用户大型电气设备发生故障时，大型同步发电机转速降低、输出端电压降低，由热气气轮机转子和大型同步发电机转子的转动惯量的功率补偿，维持大型同步发电机输出端电压缓慢降低；由感应加热蓄电池站向炉管感应加热电源供电逆变，炉管感应加热电源短时输出大功率交变电压加热炉管和保温热气管道，增加热气气轮机输出功率，促进大型同步发电机输出端电压快速恢复，提高风力热气发电机组的抗低电压穿越能力。

如图4所示，本发明所述的“大功率热气电动发电机”，包括热气发动机、大型同步发电机和另外一台前述的“变功率电动机”。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。

外部三相交流电源分别经电缆与热气发动机的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，热气发动机运转输出动力；外部三相交流电源的输出端分别经电缆与变功率电动机的副同步电动机、电动电动同步励磁机和主同步电动机的变频器的三相廖柳输入端连接供电，变功率电动机输出合成动力；由热气发动机和变功率电动机共同驱动大型同步发电机旋转发电。

如图5所示，热气动力机采用汽轮机，采用高温高压蒸汽为工质，称为“蒸汽气轮机”以示区别。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壳程进气口，管壳式换热器的壳程排气口连接排气管放空。感应加热管式加热锅炉的锅筒排气口连接保温热气管道的一端，保温热气管道的另一端连接至蒸汽气轮机的进气口，蒸汽气轮机的排气口经管道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经管道连接锅炉给水泵的进水口，锅炉给水泵的排水口经管道连接感应加热管式加热锅炉的炉管进气汇管。

在另一个实施例中，热气动力机采用透平机，透平机输出轴经联轴器与轴流式压气机输入轴同轴连接，由轴流式压气机的输出轴经联轴器输出动力，采用高温高压气体为工质，称为“热气透平机”以示区别，热气透平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。感应加热管式加热锅炉的保温热气管道连接至热气轮机的进气口，热气轮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排气管放空。

在另外一个实施例中，热气动力机采用内燃机，内燃机输出轴经联轴器与轴流式压气机输入轴同轴连接，由轴流式压气机的输出轴经联轴器输出动力，采用高温高压气体为工质，称为“热气内燃机”以示区别，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。感应加热管式加热锅炉的保温热气管道连接至热气内燃机的进气口，热气内燃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排气管放空。

采用蒸汽气轮机的或热气透平机或热气内燃机的热气发动机，也可组成“大功率热气电动发电机”，组成方式与采用热气气轮机组成大功率热气电动发电机的方式一样，不再赘述。

如图4所示，本发明所述的“大功率风力热气电动发电机”，包括倍功率风力发电机组、大功率热气电动发电机和恒功率风力发电机组，倍功率风力发电机组向热气发动机供电组成“风力热气发动机”，恒功率风力发电机组向变功率电动机供电组成“风力变功率电动机”。

由倍功率风力发电机组向热气发动机的炉管感应加热电源和过热感应加热电源同时供电，热气发动机运转输出动力；由恒功率风力发电机组分别向变功率电动机的副同步电动机、电动电动同步励磁机和主同步电动机的变频器同时供电输出合成动力；由热气发动机和变功率电动机共同驱动大型同步发电机旋转发电。

本发明所述的“大功率热气电动发电机组”，包括“大功率热气电动发电机”、感应加热蓄电电站和电动蓄电池站，感应加热蓄电池站向热气发动机供电组成“热气发动机组”，电动蓄电池站向变功率电动机供电组成“变功率电动机组”，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。

热气发动机的炉管感应加热电源和过热感应加热电源分别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，如前述“热气发动机组”所述。变功率电动机的副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器分别增加的直流正极和直流负极接线端子，分别经电缆电动蓄电池站的直流正极和直流负极连接，如前述的“多段式电动机组”所述。由外部三相交流电源和电动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，热气发动机运转输出动力；由外部三相交流电源和电动蓄电池站分别向变功率电动机的副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器同时供电输出合成动力；由热气发动机和变功率电动机共同驱动大型同步发电机旋转发电。

如图4所示，本发明所述的“大功率风力热气电动发电机组”，包括倍功率风力发电机组、大功率热气电动发电机组和恒功率风力发电机组，倍功率风力发电机组向热气发动机组供电组成“风力热气发动机组”，恒功率风力发电机组向变功率电动机组供电组成“风力变功率电动机组”。

本实施例中，大功率风力热气电动发电机组，包括3台倍功率风力发电机组、1台热发动机组、1台大型同步发电机、1台变功率电动机组、2台恒功率风力发电机组。3台倍功率风力发电机组与热气发动机组的电气连接，在前述的“风力热气发电机组”中已作了说明，2台恒功率风力发电机组的输出端，分别经电缆与变功率电动机的副同步电动机、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供电。

如图4所示，在“大功率风力热气电动发电机组”中，由风力电动发电机组代替恒功率风力发电机组向变功率电动机组供电组成“超大功率风力热气电动发电机组”。

本实施例中，超大功率风力热气电动发电机组，包括1台“大功率风力热气电动发电机组”，2台风力电动发电机组和6台恒功率风力发电机组。每3台恒功率风力发电机组与1台风力电动发电机组的电气连接和供电，在前述的“风力电动发电机组”中已作了说明，2台风力电动发电机组的三相交流输出端，分别经电缆与变功率电动机的副同步电动机、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。

由3台倍功率风力发电机组和感应加热蓄电池站向热气发动机的炉管感应加热电源和过热感应加热电源同时供电，热气发动机运转输出动力；由2台风力电动发电机组和电动蓄电池站，分别向变功率电动机的副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器同时供电输出动力，热气发动机和变功率电动机共同驱动大型同步发电机旋转发电。

热气发动机的热气气轮机接受控制指令信号，控制热气气轮机主汽门的开启度，调节热气气轮机的转速和输出功率，汽轮机的调节控制技术，《发电厂动力部分》等技术书籍作了详细介绍，本技术领域的技术人员已经了解，不再赘述。

本发明所述的“超大功率风力发电长距离输电发电站”，包括降压变压器、超大功率风力热气电动发电机组、升压变压器和机电式并网装置。

依据风力资源地区与供电用户区之间的距离，分段建立多个超大功率风力发电长距离输电发电站，各站之间架设110KV或220KV输电线路，分段、逐站输送超大功率风电能。

本实施例中，在第1站超大功率风力发电长距离输电发电站中，外部电网输送110KV或220KV三相交流电的输电线路，分别经电缆与第1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：分别经电缆与第1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，分别经电缆与第1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；第1站1台风力电动发电机组的三相交流电输出端，分别经电缆与第1站的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；第1站2台倍功率风力发电机组的三相交流电输出端，分别经电缆与第1站的热气发动机的感应加热管式加热锅炉的另外两组炉管感应加热电源的三相交流输入端连接供电；热气发动机与变功率电动机运转输出动力，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电输入端连接，升压变压器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第2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；外部电网输送的110KV或220KV三相交流电能，在第1站超大功率风力发电长距离输电发电站得到补充后，向第2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。

在第2站超大功率风力发电长距离输电发电站中，第1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高压三相交流电的输送端，分别经电缆与第2站降压变压器站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：与第2站的变功率电动机的电动同步励磁机变频器和主同步电动机变频器的电气连接方式，与第2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电气连接方式，第2站1台风力电动发电机组与第2站的变功率电动机的副同步电动机变频器的电气连接方式，第2站2台倍功率风力发电机组与第2站的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的电气连接方式，第2站升压变压器经机电式并网装置与第3站超大功率风力发电长距离输电发电站的三相交流电输送线路电气连接方式，与上述第1站超大功率风力发电长距离输电发电站中的电气连接方式相同，不再赘述。第1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的110KV或220KV三相交流电能，在第2站超大功率风力发电长距离输电发电站得到补充后，向第3站超大功率风力发电长距离输电发电站输送110KV或220KV三相交流电能。

依次类推，第3站超大功率风力发电长距离输电发电站向第4站超大功率风力发电长距离输电发电站输送高压三相交流电能.....等等，经过分段建设的多个“超大功率风力发电长距离输电发电站”依次逐站输送和补充风电能，输送的高压三相交流电能逐步增加，风电场发出的三相交流电能经长距离输送到供电用户区时，完全满足各类供电用户的需要。

以上所述是采用本发明原理，从波动性、随机性变化的风力中，最大功率地捕捉风能并转换成电能，稳定输出高质量、超大功率50赫兹标准正弦波三相交流风电能的优化实施例。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，以至开发出其它的产品，也应视为属于本发明原理的保护范围。

Claims (10)

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入端分别经直流接触器的另一组常开触点，与恒功率同步电动机变频器的三相交流输入端连接；由风力机转速控制，恒功率同步电动机变频器作为整流器，从恒功率同步电动机定子绕组输出的三相交流电，经恒功率同步电动机变频器的三相整流器整流，向恒功率蓄电池组充电，以能耗制动方式抵消恒功率同步发电机驱动功率；恒功率同步电动机变频器作为逆变器，从恒功率蓄电池组获得电能逆变输出三相交流电压，向恒功率同步电动机定子绕组供电，驱动恒功率同步电动机旋转，以电动驱动方式增加恒功率同步发电机驱动功率；控制恒功率风力发电机组从波动性、随机性变化的风力中，最大功率地捕捉风能转换成电能，输出恒定功率的正弦波三相交流电。

(2)、倍功率风力发电机组包括恒功率风力发电机组、倍功率发电机和电驱蓄电池站；其特征是倍功率发电机采用组合式电机结构，包括倍功率同步发电机、倍功率同步励磁机组和倍功率同步电动机组，倍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倍功率同步电动机定子的后端盖轴承内，电驱测速发电机传动轴插入倍功率同步电动机主轴的一端加工的键槽孔内，通过键连接传递扭矩，电驱测速发电机定子用螺钉固定在倍功率同步电动机定子的后端盖上；倍功率同步发电机的三相交流输出端，分别经电缆与倍功率同步励磁机变频器三相交流输入端连接供电，倍功率同步励磁机变频器三相交流输出端，分别经电缆与倍功率同步励磁机的定子绕组的三相交流输入端连接；恒功率风力发电机组的三相交流输出端，分别经电缆与倍功率同步电动机变频器三相交流输入端连接，倍功率同步电动机变频器三相交流输出端，分别经电缆与倍功率同步电动机定子绕组的三相交流输入端连接；电驱蓄电池站的直流正极和直流负极，分别经电缆与倍功率同步励磁机变频器增加的直流正极和直流负极接线端子连接，电驱蓄电池站的直流正极和直流负极，分别经电缆与倍功率同步电动机变频器增加的直流正极和直流负极接线端子连接；恒功率风力发电机组和电驱蓄电池站同时向倍功率同步电动机变频器供电，共同驱动倍功率同步电动机和倍功率同步发电机旋转发电，输出1.5倍恒功率风力发电机组功率的三相交流电功率。

(3)、风力电动发电机包括大型同步发电机，其特征是具有恒功率风力发电机组、多段式电动机和电力测速发电机，恒功率风力发电机组向多段式电动机供电组成风力多段式电动机，大型同步发电机和多段式电动机同轴安装在钢结构撬装底座上，大型同步发电机的一端输入轴经联轴器与多段式电动机的异步电动机的另一端输出轴同轴连接，电力测速发电机传动轴插入主同步电动机定子后端盖端主轴加工的键槽孔内，电力测速发电机定子用螺钉固定在主同步电动机定子的后端盖上；恒功率风力发电机组的输出端，分别经电缆与多段式电动机的异步电动机、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；由恒功率风力发电机组向多段式电动机的异步电动机、副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器供电，驱动大型同步发电机旋转发电，同轴连接的电力测速发电机的输出电压分别控制多段式电动机的异步电动机、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输出功率，大型同步发电机稳定输出高质量、大功率50Hz标准正弦波三相交流电，经机电式并网装置与电网稳定连接，向电网输送高质量的三相电能。

(4)、风力电动发电机组包括大型同步发电机，其特征是具有恒功率风力发电机组、多段式电动机组和电力测速发电机，恒功率风力发电机组向多段式电动机组供电组成风力多段式电动机组，大型同步发电机和多段式电动机同轴安装在电动蓄电池站上，大型同步发电机的一端输入轴经联轴器与多段式电动机的异步电动机的另一端输出轴同轴连接，电力测速发电机传动轴插入主同步电动机定子后端盖端主轴加工的键槽孔内，电力测速发电机定子用螺钉固定在主同步电动机定子的后端盖上；恒功率风力发电机组输出端，分别经电缆与多段式电动机的异步电动机、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；由恒功率风力发电机组和电动蓄电池站向多段式电动机的异步电动机、副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器供电，驱动大型同步发电机旋转发电，同轴连接的电力测速发电机的输出电压分别控制多段式电动机的异步电动机、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输出功率，大型同步发电机稳定输出高质量、大功率50Hz标准正弦波三相交流电，经机电式并网装置与电网稳定连接，向电网输送高质量的三相电能，在电网供电低谷期，吸收电网的低价三相交流电能和风力发电三相交流风电能向电动蓄电池站充电储能，在电网供电高峰期以储存的电能发电，降低电网供电消耗的自然能源，降低环境污染。

(5)、风力热气发电机包括大型同步发电机，其特征是具有倍功率风力发电机组、热气发动机，倍功率风力发电机组向热气发动机供电组成风力热气发动机，热气发动机和大型同步发电机同轴安装在钢结构橇装底座上，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；外部三相交流电源的输出端，分别经电缆与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，外部三相交流电源的输出端分别经电缆与炉管感应加热电源和过热感应加热电源同的三相交流输入端连接供电，热气发动机运转输出动力驱动大型同步发电机旋转发电；由于热气发动机可调节转速和输出功率，大型同步发电机稳定输出高质量、大功率50Hz标准正弦波三相交流电，经机电式并网装置与电网稳定连接，向电网输送高质量的三相电能。

(6)、风力热气发电机组包括大型同步发电机，其特征是具有倍功率风力发电机组、热气发动机组，倍功率风力发电机组向热气发动机组供电组成风力热气发动机组，热气发动机和大型同步发电机安装在感应加热蓄电池站上，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；倍功率风力发电机组的三相交流输出端，分别经电缆与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，由倍功率风力发电机组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同时供电，热气发动机运转输出动力驱动大型同步发电机旋转发电；由于热气发动机可调节转速和输出功率，大型同步发电机稳定输出高质量、大功率50Hz标准正弦波三相交流电，经机电式并网装置与电网稳定连接，向电网输送高质量的三相电能，在电网供电低谷期，吸收电网的低价三相交流电能和风力发电三相交流风电能向感应加热蓄电池站充电储能，在电网供电高峰期以储存的电能发电，降低电网供电消耗的自然能源，降低环境污染。

(7)、大功率风力热气电动发电机包括大型同步发动机，其特征是具有倍功率风力发电机组、热气发动机、变功率电动机、恒功率风力发电机组，由倍功率风力发电机组向热气发动机供电组成风力热气发动机，由恒功率风力发电机组向变功率电动机供电组成风力变功率电动机，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；倍功率风力发电机组的三相交流输出端，分别经电缆与热气发动机组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输入端连接；恒功率风力发电机组的三相交流输出端，分别经电缆与变功率电动机的副同步电动机、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；由倍功率风力发电机组分别向炉管感应加热电源和过热感应加热电源供电，热气发动机运转输出动力，由恒功率风力发电机组分别向变功率电动机的副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器供电，变功率电动机输出合成动力，共同驱动大型同步发电机旋转发电；由于热气发动机可调节转速和输出功率，大型同步发电机稳定输出高质量、大功率50Hz标准正弦波三相交流电，经机电式并网装置与电网稳定连接，向电网输送高质量的三相交流电能。

(8)、大功率风力热气电动发电机组包括大型同步发动机，其特征是具有倍功率风力发电机组、热气发动机组、变功率电动机组、恒功率风力发电机组，由倍功率风力发电机组向热气发动机组供电组成风力热气发动机组，由恒功率风力发电机组向变功率电动机组供电组成风力变功率电动机组，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；倍功率风力发电机组的三相交流输出端，分别经电缆与热气发动机组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输入端连接；恒功率风力发电机组的三相交流输出端，分别经电缆与变功率电动机的副同步电动机、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；由倍功率风力发电机组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，热气发动机运转输出动力，由恒功率风力发电机组和电动蓄电池站向变功率电动机的副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器供电，变功率电动机输出合成动力，共同驱动大型同步发电机旋转发电；由于热气发动机可调节转速和输出功率，大型同步发电机稳定输出高质量、大功率50Hz标准正弦波三相交流电，经机电式并网装置与电网稳定连接，向电网输送高质量的三相电能，在电网供电低谷期，吸收电网的低价三相交流电能和风力发电三相交流风电能向感应加热蓄电池站和电动蓄电池站充电储能，在电网供电高峰期以储存的电能发电，降低电网供电消耗的自然能源，并降低环境污染。

(9)、超大功率风力热气电动发电机组包括大型同步发动机，其特征是具有倍功率风力发电机组、热气发动机组、变功率电动机、风力电动发电机组和恒功率风力发电机组；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；倍功率风力发电机组的三相交流输出端，分别经电缆与热气发动机组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输入端连接；风力电动发电机组的三相交流输出端，分别经电缆与变功率电动机的副同步电动机、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，恒功率风力发电机组的三相交流输出端，分别经电缆与风力电动发电机组的多段式电动机的异步电动机、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，由倍功率风力发电机组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，热气发动机运转输出动力，由风力电动发电机组和电动蓄电池站向变功率电动机的副同步电动机、电动同步励磁机和主同步电动机的变频器供电，变功率电动机输出合成动力，共同驱动大型同步发电机旋转发电；由于热气发动机可调节转速和输出功率，大型同步发电机稳定输出高质量、超大功率50Hz标准正弦波三相交流电，经机电式并网装置与电网稳定连接，向电网输送高质量的三相电能，在电网供电低谷期，吸收电网的低价三相交流电能和风力发电三相交流风电能向感应加热蓄电池站和电动蓄电池站充电储能，在电网供电高峰期以储存的电能发电，降低电网供电消耗的自然能源，并降低环境污染。