CN107437819A

CN107437819A - 一种电力扩大发电系统

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Publication number: CN107437819A
Application number: CN201710672730.XA
Authority: CN
Inventors: 王飞; 陈芳芳; 王正清
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-08-08
Filing date: 2017-08-08
Publication date: 2017-12-05

Abstract

本发明涉及一种电力扩大发电系统。解决发电系统成本高、危害环境的问题。系统包括电动机、双馈异步发电机、电网、控制装置，电动机连接在电网上，电动机转轴通过连接亚同步控制装置后与双馈异步发电机转子连接，双馈异步发电机定子通过连接电压相位调整装置后连接到电网上，控制装置包括变流器、驱动电路、微机处理器、控制台和检测电路，双馈异步发电机转子侧与变流器相连，变流器连接到电网上，驱动电路与变流器相连，微机处理器分别与驱动电路、控制台相连，检测电路输入端与双馈异步发电机定子侧相连，检测电路输出端与微机处理器单元相连。提高了发电效率，通过发电提供电动机能耗，而无需消耗其他能源，环保节能，经济实惠。

Description

一种电力扩大发电系统

技术领域

本发明涉及一种新能源技术领域，尤其是涉及一种利用电力接通电动机运转，驱动双馈异步发电机在亚同步状态下进行发电的电力扩大发电系统。

背景技术

随着科技水平的不断进步，人们生活水平的大度提高，人们对电力的需求明显不断增加，可是目前社会上广泛使用的电力主要由煤、汽油、柴油、天然气，及水力、风力等动力驱动同步发电机旋转而产生电力，其主要的不足是整个发电系统的投资建设成本巨大，而且建设周期长，使用及维护成本巨大，而且危害环境和浪费大量能源，而且目前的发电技术的发电效率太低，极大地影响了电力的使用成本。

当三相对称电流通入电机的定子绕组时，边在气隙中产生旋转磁场，并以同步转速旋转，而转子导体中的电流与气隙中的旋转磁场的相互作用，产生了电磁转矩。

由于电机是可逆的，即电机可作为电动机运行，也可作为发电机运行。

当电机作为电动机运行时，电机内的电磁转矩的转向与电机转子的转向相同，此时电机内的电磁转矩属于电动机驱动性质电磁转矩。

当电机作为发电机运行时，电机内的电磁转矩的转向与电机转子转向相反，此时电机内的电磁转矩属于制动性质的电磁转矩。

电机内的电磁转矩在电动机运行状态和发电运行状态时，这两个电磁转矩的力矩相等，速度相同，但两个电磁转矩的方向时完全相反的。

这表示当电机作为电动机运行时，电机内的电磁转矩是属于电动机驱动性质电磁转矩，它的电动机驱动性质电磁转矩的力矩功率就是该电动机的额定功率。

当电机作为发电机运行时，电机内的电磁转矩是属于制动性质电磁转矩，它的制动性质的电磁转矩的力矩功率就是该发电机的额定功率。

我们仔细深入地调研了许许多多国家级高等教育电机学的教材，他们在讲述同步发电机的功率方程时，基本观点完全一致。

他们基本一致认为：原动机输给发电机转轴上的机械功率P1在通过电磁感应作用进行机电能量转换过程中，首先要支付两类损耗，一类为机械损耗P_mec，包括轴与轴承的摩擦损耗转动部件与空气的摩擦损耗及通风设备的耗损等。另一类为铁芯损耗P_Fe,包括定子铁芯中的涡流和磁滞损耗，除去这两类损耗后剩余的P1-（P_mec+P_Fe），通过电磁感应作用，转变为定子绕组上的电功率P_M，如果是负载运行，定子绕组的电阻上还有一定的欧姆损耗，称为定子铜耗P_cua，扣除P_cua后，其余的电动率P2=P_M-P_cua就是发电机的输出功率P2。

同步发电机的功率方程：

P1=P_M+P_mec+P_Fe （1）

P_M=P2+P_cua （2）

将公式（2）代入（1）中得到

P1= P_mec+P_Fe+P_cua+P2 （3）

（3）为同步发电机的最终功率方程。

上述同步发电机的功率方程，我们进行了仔细研究分析认为，这个同步发电机功率方程时不完全的，是不正确的。

凡是稍有一点电机知识的人都非常清楚，当电机作为发电机运行时，电机内的电磁转矩是制动性质电磁转矩，这个制动性质的电磁转矩的力矩功率非常大，是发电机额定功率的100%。

但是我们从科学的严谨的态度认为，在发电机运行状态时，电机内的电磁转向与发电机转子转向相反，是制动性质的电磁转矩，而且这个制动性质的制动力矩非常大，约占发电机额定功率的100%，这是确确实实存在的。同步发电机在发电运行时，首先必须消耗原动机输入的90%以上的机械功率（约占发电机额定功率的100%）用来消耗掉发电机内的自动性质电磁转矩Te。其次必须消耗原动机输入的10%以上的机械功率（约占发电机额定功率的10%）用于消耗在发电机运转中的电磁感应作用进行机电能量转换过程中的机械损耗P_mec、铁耗P_Fe、铜耗P_cua和杂散损耗P_ad，最后成为定子端点输出的电功率P2。

我们认为全面的合理的正确的同步发电机的功率方程应是：

P1=[（Te）+（P_mec+P_Fe+P_cua+P_ad）]→P2 （A）

P_N*110%=P_N*100%+P_N*10%，P2=P_N*η，其中P_N为发电机额定功率，η为发电效率；

方程A左边，原动输入约占发电机额定功率的110%的机械功率。

方程A右边，在发电运行中消耗制动转矩占原动机输入的90%的机械功率，约占发电机功率100%。在发电运行中消耗机械损耗P_mec、铁耗P_Fe、铜耗P_cua、杂散损耗P_ad共占发电机功率10%。

我们仔细研究分析了上述同步发电机的功率方程A，认为方程右边的在发电运行时消耗原动机械输入的90%以上（约占发电机额定功率100%）的机械功率，去消耗发电运行时发电机内的制动转矩，它在实际的发电功能上并不产生任何作用，只是浪费大量的原动机输入的机械功率，实际上作的是毫无意义的无用功。

而在发电运行中真正产生发电，关键作用的，仅仅是在发电运行中的电磁感应作用进行的机电能量转换中消耗的仅占原动机输入的10%左右（约占发电机额定功率的10%）的机械功率的机械损耗P_mec、铁耗P_Fe、铜耗P_cua、杂散损耗P_ad而已。

如果谁能把在发电运行中电机内的制动电磁转矩全部化解掉，这样的话仅仅只要消耗原动机输入的10%左右（约占发电机额定功率10%的机械功率），就能让发电机持续稳定地运行发电，这样的话会比目前的发电技术的原动机驱动发电机运行发电的效率要足足提高10倍以上。

如今，我们经过了长期的研究，终于找到了化解在发电运行时电机内的自动电磁转矩的方法。这就是采用双馈异步发电机在亚同步运行发电的高效发电技术。

近几年来，随着科学技术的不断发展和控制技术系统的不断进步更新，同时随着新技术、新理念、新原理、新材料的不断发展，在发电机及发电技术方面已突破了传统的观念传统规律答复束缚，已研制出了一些新型电机如双馈异步发电机等等，它在风力发电领域得到了广泛的应用。

双馈异步发电机（DFIG）在结构上类似绕线型异步电机，定子侧直接接入三相工频电网，而转子侧通过变流器接入所需低频电流，因为定子与转子两侧都有能量的馈送，所以称为双馈异步发电机。在目前社会上在风力发电领域得到广泛应用。

同步发电机在稳态运行时，其输出电压的频率与发电机的极对数及发电机转子的转速有着严格固定的关系，即

f₁=pn/60

当发电机转子转速不能恒定时，同步发电机也不可能发出恒频电流，由于双馈异步发电机的转子上嵌装有三相对称绕组，在这三相对称绕组中通入三相对称交流电，则将在电机气隙内产生旋转磁场，此旋转磁场的转速与所通入的交流电的频率及电机的极对称数有关，即

n₂=60 f₂/P

改变频率f₂即可改变n₂，因此只要调节转子电流的频率f₂，就能维持，

n±n₂=n=常数

当双馈异步发电机转子以变化的转速转动时，只要在转子的三相对称3组中通入滑差频率s f₁的电流，则双馈异步发电机的定子绕组中就能产生50Hz的恒频电动势，如同同步发电机一样，其频率将始终维持f₁不变。

由于大自然中的风力是不断变化的，风力发电系统要在不断变化的风力下以达到像同步发电机一样发出恒定频率的电能是不大可能的，唯一有效的方法是采取双馈异步发电机的变速恒频发电技术，这就是双馈异步发电机的变速恒频发电技术会正风力发电领域得到广泛应用的道理。

双馈异步发电机在运行发电时，根据运行发电的转速的不同有以下三种不同的运行状态。

一.双馈异步发电机在同步运行状态：

双馈异步发电机在同步运行状态下，n=n₁，滑差频率=0，这表明此时通入转子绕组的是直流电流，因此与普通的同步发电机一样。

二．双馈异步发电机在亚同步运行状态：

双馈异步发电机在亚同步运行状态时，n<n₁，由滑差频率为f₂的电流产生的旋转磁场转速n₂与转子的转速方向相同n+n₂= n₁，此时电机内的旋转磁场的电磁转矩为电动机驱动性质电磁转矩，此时发电机转子需外接电源输入电动率，而且此时双馈异步发电机的发电效率只有双馈异步发电机的额定功率65%。

三．双馈异步发电机在超同步运行状态

双馈异步发电机在超同步运行状态时，n>n₁，此时产生的旋转磁场的转向与转子转向相反，n-n₂= n₁，比运行状态时电机内的旋转磁场的电磁转为制动性质的电磁转矩，但此时双馈异步发电机的定子和转子同时发电向外输送电功率。

我们在详细研究分析双馈异步发电机的三种运行状态后，认为双馈异步发电机在亚同步运行发电时，电机内的电磁转矩的转向与转子转向相同，是电动机驱动性质电磁转矩。这是一个可极大的提高发电效率的有利条件，不但化解了一般发电机在运行发电时电机内制动性质电磁而且获得了宝贵的电动机驱动性质电磁转矩，它可极大的提高双馈异步发电机的发电效率。虽然由于双馈异步发电机在亚同步运行发电时，转子的电流较小，因此它的电动机驱动性质的电磁转矩也较小，我们在实际实施时，应从谨慎的态度，把这个电动机驱动性质的电磁转矩设定时，宁小勿大，以保障留有充分的余地，确保万无一失。为此我们将双馈异步发电机在额定功率在30KW以下时的电动机驱动性质电磁转矩忽略不计，对双馈异步发电机额定功率在30KW-200KW之间的电动机驱动性质电磁转矩按双馈异步发电机的额定功率1-2%来实施应用。而对双馈异步发电机在200KW以上的电动机驱动转矩按双馈异步发电机的额定功率3-4%来实施应用。当然双馈异步发电机在亚同步运行发电时，需外接电源通过变流器相转子侧输送所需的低频电流。

我们进行认真思考后，决定将双馈异步发电机在亚同步运行发电技术作为我们研究的重点，并大力推广应用和实施。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中一般发电系统成本高、危害环境的问题，提供了一种发电效率高、成本低、环保的电力扩大发电系统及方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种电力扩大发电系统，包括电动机、双馈异步发电机、电网、控制装置，电动机连接在电网上，电动机转轴通过连接亚同步控制装置后与双馈异步发电机转子连接，双馈异步发电机定子通过连接电压相位调整装置后连接到电网上，控制装置包括变流器、驱动电路、微机处理器、控制台和检测电路，双馈异步发电机转子侧与变流器相连，变流器连接到电网上，驱动电路与变流器相连，微机处理器分别与驱动电路、控制台相连，检测电路输入端与双馈异步发电机定子侧相连，检测电路输出端与微机处理器单元相连。

70KW电动机直接连接三相工频电网，电动机通过调整不同直径的皮带盘或变频调速的方法与1000KW双馈异步发电机作亚同步转速的连接。双馈异步发电机的定子侧直接接入三相工频电网，而转子侧通过变流器接入所需的低频电流，这样便可进行双馈异步发电机在亚同步运行发电，在运行发电时，电机内的电磁转矩的转向与转子转向相同，是电动机驱动性质的电磁转矩，此时1000KW双馈异步发电机会产生约占双馈异步发电机额定功率3%的电动机驱动性质电磁转矩和双馈异步发电机在发电运行中的电磁感应作用进行的机电能量转换过程中机械损耗P_mec、铁耗P_Fe、铜耗P_cua、杂散损耗P_ad合计占双馈异步发电机额定功率10%。这样原动机输入的约占双馈异步发电机7%的机械功率全部消耗在双馈异步发电机在亚同步运行发电时的电动机驱动转矩+3%和（P_mec+P_Fe+P_cua+P_ad=-10%）这样原动机总输入7%和发电运行中的总消耗+3%+-10%=-7%是对等的，是平衡的。一旦双馈异步发电机在启动亚同步运行发电正常稳定后，就应立即部署并入国家电网，实行并网运行发电的工作，由于国家电网的容量非常大，它能承受发电机组在发电和电力应用中的不稳定因素。使发电机组运行发电及电力使用上更稳定及更高效，更可靠。

对于与国家电网并网运行发电。主要有空载并网，带负载并网和孤岛并网，由于空载并网比较简单，方便实用，在这里仅介绍空载并网，双馈异步发电机亚同步运行从启动开始到运行正常稳定后，先切断双馈异步发电机与电网的联接，将双馈异步发电机定子空载，通过转子侧变流器的微机处理器调整使双馈异步发电机定子空载电压的幅值频率与电网电压的幅值和频率严格相同。当然双馈异步发电机的定子电压的相位调整需要在并网前让定子绕组的端点接头位置作适当的变换来达到与电网电压的相位的严格相同，这时便可使双馈异步发电机立即安全并网，迅速进入正常的发电运行状态，这里主要是严格限制双馈异步发电机并网时的瞬间电流，避免对电网造成过大的电流冲击，这种空载并网运行方式能很好的实现双馈异步发电机定子电压的幅值、频率、相位的控制，其原理清洗，实现简单，在并网过程中定子的冲击电流较小，转子的电流也能稳定的过渡。在并网运行工作完成后便顺利稳定的运行发电。

由于双馈异步发电机的发电效率只有双馈异步发电机额定功率的65%。这650KW的电功率随着双馈异步发电机的并网运行发电而同时并入国家电网，于是我们将这并入电网的650KW电功率中提取（1）70KW电功率反馈供原动机70KW电动机使用，驱动双馈异步发电机存在亚同步运行发电。提取（2）80KW电功率反馈给双馈异步发电机的转子侧，通过变流器输入所需的低频电流。以保证双馈异步发电机在亚同步稳定运行发电。

双馈异步发电机在亚同步运行发电发出的650KW电功率-70KW-80KW，最终剩余的500KW电功率就是70KW电功率驱动1000KW双馈异步发电机在亚同步运行发电中最终得到的实实在在的可支配应用的电功率。

最终双馈异步发电机在亚同步运行获得的电功率500KW是原动机输入机械功率70KW的14倍，这是不消耗一点点任何能源，不污染环境，不排放一点点任何有毒气体，也不产生任何固体废物，是非常环保清洁的能源。

作为一种优选方案，电网具有输入端和输出端，电网输入端连接三相工频电网，电网输出端连接负载。

作为一种优选方案，电网具有输入端和输出端，电网输入端连接电源单元，电网输出端连接负载。

作为一种优选方案，还包括有逆变器、蓄电池、充电器，充电器、输入开关、输出开关，输入开关一端与电网输出端相连，输入开关另一端与充电器相连，充电器与蓄电池相连，蓄电池与逆变器相连，逆变器与输出开一端相连，输出开关另一端连接电网输入端。

一种电力扩大发电方法，包括以下过程：

启动电动机，电动机通过亚同步控制装置控制双馈异步发电机运行在亚同步状态下；双馈异步发电机转子侧从电网通过变流器输入所需的低频电流。亚同步状态下双馈异步发电机内电磁转矩的转向与转子转向相同，是电动机驱动性质电磁转矩。

因此，本发明的优点是：将发电机运行在亚同步状态下，发电机中的电磁转矩转向与转子转向相同，原动机的驱动力矩顺着双馈异步发电机在亚同步运行发电时电动机拖动力矩的动势，大大提高了发电效率。非常环保节能高效，特别是当今世界煤、石油、天然气等能源日趋枯竭，即将面临能源危机和环境安全危机的关键时刻，环保节能高效的电力扩大发电有特别意义。

附图说明

附图1是本发明中的一种电路结构示意图；

附图2是本发明中的第二种电路结构示意图；

附图3是本发明中的第三中电路结构示意图。

1-三相工频电网 2-电动机 3-亚同步控制装置 4-双馈异步发电机 5-电压相位调整装置 6-变流器 7-负载 8-驱动电路 9-微机处理器 10-控制台 11-电网12-充电器 13-蓄电池 14-逆变器 15-检测电路。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例一种电力扩大发电系统，如图1所示，包括电动机2、双馈异步发电机4、电网11、控制装置，电动机连接在电网上，电动机转轴通过连接亚同步控制装置3后与双馈异步发电机转子连接，双馈异步发电机定子通过连接电压相位调整装置5后连接到电网上。控制装置包括变流器6、驱动电路8、微机处理器9、控制台10和检测电路15，双馈异步发电机转子侧与变流器相连，变流器连接到电网上，驱动电路与变流器相连，微机处理器分别与驱动电路、控制台相连，检测电路输入端与双馈异步发电机定子侧相连，检测电路输出端与微机处理器单元相连。

在并网运行发电时，电网输入端连接三相工频电网1，电网输出端连接负载7。

在离网运行发电时，如图2所示，电网输入端连接电源单元，电网输出端连接负载。如图3所示，或者在电网上连接逆变器14、蓄电池13、充电器12、输入开关、输出开关，输入开关一端与电网输出端相连，输入开关另一端与充电器相连，充电器与蓄电池相连，蓄电池与逆变器相连，逆变器与输出开一端相连，输出开关另一端连接电网输入端。

具体谈到实际例子时，首先必须讲并网运行发电与离网独立运行发电，由于国家电网的容量非常大，它能承受在发电运行及电力应用中产生的不稳定因素。使发电机的运行发电及电力应用更稳定，高效，为此一般大中型发电机组的运行发电及电力应用都应融入到国家的大电网当中，如果发电机组特别多的发电站，完全可以自己单独组建区域电网，这样更便于根据实际情况及时调整发电机组的数量及发电规模。

当然，对于在道路上行驶的车辆和在江河湖海中航行的船舶记载天空中飞行的飞机等，以及对于一些国家电网尚未通达的偏僻山村或海上小岛，由于无法与国家电网并网运行发电，逼于无奈智能采用离网独立运行发电。以下我们以几个具体例子来对并网和离网运行发电进行详细说明。

一．并网运行发电的双馈异步发电机在亚同步运行发电状态下，其结构如图1所示。

如果有一个工厂它的日常用电200万KW，因此要建一个发电量在200万KW的发电站，具体建造如下：

我们计划采用1万KW电动机驱动14万KW双馈异步发电机在亚同步运行发电机组，发电机组共34组，全部建成运行发电后，自己组建一个自主的区域电网。

将1万KW电动机直接连接三相工频电网。

2.将1万KW电动机转轴上的皮带盘与14万KW双馈异步发电机转轴上的皮带盘通过对各自皮带盘直径作适当调整，达到电动机驱动双馈异步发电机的转速为亚同步转速。

3.14万KW双馈异步发电机的定子侧直接接入三相工频电网，而转子侧通过变流器接入所需的低频电流。

4.1万KW电动机接通电后，驱动双馈异步发电机在亚同步运行发电。

5.一旦运行发电机正常稳定后，立即采取科学合理的方法启动并网运行发电程序。首先切断双馈异步发电机的联接，将双馈异步发电机定子空载，通过转子侧变流器的微机处理器的智能控制系统的调整，使双馈异步发电机定子空载电压的幅值、频率与电网电压的幅值、频率严格相同，当然定子电压的相位需在定子绕组输出端点接头位置作正确的变换，来达到与电网电压的相位严格的相同，这时双馈异步发电机便可立即安全并网，迅速并入正常的运行发电状态。

由于双馈异步发电机在亚同步发电时的发电效率为65%，则14万KW双馈异步发电机便能发出14万KW*65%=9万KW电功率，我们把这9万KW电功率并入电网后，先提取1万KW电功率反馈给原动机1万KW的电动机使用，以保证继续正常稳定的驱动双馈异步发电机在亚同步运行发电，同时还必须再提取1万KW电功率给双馈异步发电机转子侧通过变流器输入所需的低频电流，这样才能确保双馈异步发电机在亚同步持续稳定的运行发电。这样1万KW电动机驱动14万KW双馈异步发电机亚同步运行发电最终获得（9万KW-1万KW-1万KW=7万KW）7万KW的电功率，它的发电效率为7万KW/1万KW*100%=700%。

由于我们原计划是1万KW电动机驱动14万KW双馈异步发电机的发电机组34组，其中31组作为平常运行发电，这样则7万KW*31=217万KW,这是符合我们原先的设计要求的。其余3组作为备用，在平时运行发电机组件维修时运行发电。

实际上，上述例子仅仅是千千万万个实际需求之一，实际还有许多的企业完全可以根据自己的实际用电需求，采用不同功率的配合实施双馈异步发电机在亚同步运行发电来满足本企业的用电。特别是一些用电量特别巨大的大型国企。如宝钢这样的超大型国家级大型钢铁企业，因用电量特别巨大，完全可采用更大功率的电动机和双馈异步发电机的配合组成的大型发电机组，也可以是几百组以上，自己组建一个自主的区域电网，这样便能发出更巨大的节能环保廉价的电功率，不但可随心所欲而应用在钢铁生产上，而且还可以尝试电能炼铁这样的科技创新实验，虽然电能炼铁这是一个创新的技术，理应有炼铁专业的技术人员去开发研究电能炼铁技术，一旦电能炼铁技术研究成果，必将为世界低碳环保可持续发展做出更大贡献。

上述例子仅仅是在启动发电运行初期需使用三相工频电网电力，一旦运行发电正常稳定后，边可以超额发出的电功率上提取一小部分电功率反馈供原动机使用及向双馈异步发电机转子侧通过变流器输入所需的低频电流，以保证双馈异步发电机在亚同步继续稳定的运行发电，向外源源不断的提供节能环保、清洁、廉价的电力，此时是不需消耗一点点任何能源的连续不停运行发电。

二．离网独立运行发电的双馈异步发电机在亚同步运行发电状态下

在谈到离网独立运行发电时，我们又认为可产生两种情况。

A．利用三相工频电网电力启动双馈异步发电机亚同步离网独立运行发电。

B．利用蓄电池通过逆变器产生的三相交流电启动双馈异步发电机在亚同步离网独立运行发电。

对于在大海中航行的大型船舰，不但因船舰巨大而所需的船舰动力设备功率非常大，而且由于在大海中航行的时间长，因此在船行时，还需储运巨大的能源，这样不但增加了航行的负担，而且还占据了大量的运载空间，它不但污染环境，而且正危害人们的身体健康，虽然有许多大型船舰采用了核动力，但是由于核动力投资巨大，建造周期长，维护成本巨大，同时还有核泄漏的危险，不但污染环境，同时还危害船上乘客及员工的身体健康，因此采用本发明技术的大型双馈异步发电机亚同步离网独立运行发电技术是最理想的选择。

A．利用三相工频电网电力启动双馈异步发电机亚同步离网独立运行发电，其结构如图2所示。

1.要为一艘5万吨级的大型海洋轮船设计，制造完全适合的双馈异步发电机亚同步离网独立运行发电站。

我们研究后决定利用轮船码头工的三相工频电网电力启动2万KW电动机驱动25万KW双馈异步发电机在亚同步离网独立运行发电机组共100组。

1）将2万KW电动机直接连接三相工频电网。

2）将25万KW双馈异步发电机定子侧直接接入三相工频电网，而转子侧通过变流器接入所需的低频电流。

3）将2万KW电动机转轴上的皮带盘与25万KW双馈异步发电机转轴上的皮带盘通过对各自皮带盘直径作适当调整，以达到2万KW电动机驱动25万KW双馈异步发电机在亚同步运行发电。

4）发电机组一旦运行发电正常稳定后，首先切断双馈异步发电机的联接，将双馈异步发电机定子空载，通过转子侧变流器的微机处理器的智能控制系统的调整，使双馈异步发电机定子空载电压的幅值、频率与电网电压的幅值、频率严格相同，当然定子电压的相位需在定子绕组输出端点接头位置作正确的变换，来达到与电网电压的相位严格的相同。这样便可立即采取科学合理的操作程序小心谨慎的实施脱离电网独立运行发电在脱离电网过程中要求过渡电流越小越好，以避免轴系的冲击，而发电机输出端一旦脱离电网，会使发电机突然失去负荷，会使端电压身高，故而应提前采取过电压保护措施。

5）一旦2万KW电动机驱动25万KW双馈异步发电机在亚同步离网独立运行发电正常稳定后，由于双馈异步发电机在亚同步运行发电的效率为65%，则25万*65%=16万KW，我们从这16万KW电力中提取2万KW电力反馈供2万KW电动机使用，同时还必须再提取2万KW电力反馈通过变流器向转子侧输入所需的低频电流，以保证双馈异步发电机在亚同步离网独立运行发电的持续、稳定运行发电。这样接下来，2万KW电动机驱动25万双馈异步发电机在亚同步离网独立运行发电，最终获得（16万KW-2万KW-2万KW =12万KW）12万KW电能。

我们原先设计的100组发电机组中的95组发电机组作为日常运行发电，这样12万KW*95=1140万KW，这是完全符合我们原先的设计要求的，其余5组发电机组作为机动备用，如日常运行发电机组需检修、维修时可立即顶上去运行发电，保证5万吨级大型海洋轮船有充足的电能供使用。

这样的话这艘5万吨级的大型海洋轮船在不消耗一点点任何能源的情况下，使双馈异步发电机在亚同步离网独立运行发出巨大的电能，它不但可大幅提高航行速度，而且还可大幅度提升乘客及员工的生活条件。

2.小轿车应用的双馈异步发电机亚同步离网独立运行发电

我们计划利用车库内预设的三相工频电网电力启动2KW电动机，驱动20KW双馈异步发电机亚同步离网独立运行发电。

1）将2KW电动机直接连接三相工频电网。

2）将20KW双馈异步发电机的定子侧直接接入三相工频电网，而转子侧通过变流器接入所需的低频电流。

3）将2KW电动机转轴上的皮带盘与20KW双馈异步发电机转轴上的皮带盘通过对各自皮带盘直径作适当调整，达到2KW电动机电动机驱动20KW双馈异步发电机在亚同步运行发电。

4）一旦运行发电机正常稳定后，首先立即切断双馈异步发电机与电网的连接，将双馈异步发电机的定子空载，通过转子侧变流器的微机处理器的智能控制系统的调整，使双馈异步发电机定子空载电压的幅值、频率与电网电压的幅值、频率严格相同，当然定子电压的相位需在定子绕组输出端点接头位置作正确的变换，来达到与电网电压的相位严格的相同。这样便可立即采取科学合理的操作程序小心谨慎的实施脱离电网独立运行发电在脱离电网过程中要求过渡电流越小越好，以避免轴系的冲击，而发电机输出端一旦脱离电网，会使发电机突然失去负荷，会使端电压身高，故而应提前采取过电压保护措施。

5）一旦2KW电动机驱动20KW双馈异步发电机在亚同步离网独立运行发电正常稳定后，由于双馈异步发电机在亚同步运行发电的效率为65%，则20*65%=13KW，我们从这13KW电力中提取2KW电力反馈供2KW电动机使用，同时还必须再提取2KW电力反馈通过变流器相转子侧输入所需的低频电流，以保证双馈异步发电机在亚同步离网独立运行发电的持续、稳定运行发电。

上述的小轿车双馈异步发电机亚同步离网独立运行发电技术，仅仅是在初始启动时需要三相工频电网电力，一旦运行发电正常后，完全可以从上述发的部分电力反馈给双馈异步发电机机组持续运行发电，以保证小轿车的继续行驶需要。此时小轿车在行驶时是不需要消耗任何一点点能源的，它确确实实是环保低碳出行，不排放废弃不污染环境，而且还非常经济实惠。

B利用蓄电池通过逆变器产生的三相交流电启动双馈异步发电机在亚同步离网独立运行发电，其结构如图3所示。

如一个国家电网未通达的偏僻山村，他们的整个山村日常用电需要50KW，因此要求建造一个发电量为60KW的发电站。

我们研究后决定利用蓄电池通过逆变器产生的三相交流电启动20KW电动机，驱动200KW双馈异步发电机在亚同步离网独立运行发电站。

1）将蓄电池通过逆变器产生的三相交流电直接连接20KW电动机。

2）将蓄电池通过逆变器产生的三相交流电直接接入200KW双馈异步发电机定子侧，而200KW双馈异步发电机转子侧通过变流器接入所需的低频电流。

3）将20KW电动机转轴上皮带盘与200KW双馈异步发电机转轴上的皮带盘通过对各自皮带盘直径作适当调整，以达到20KW电动机驱动200KW双馈异步发电机在亚同步运行发电。

4）一旦运行发电机正常稳定后，立即切断双馈异步发电机与蓄电池通过逆变器产生的三相交流电的连接，将双馈异步发电机的定子空载，通过转子侧变流器的微机处理器的智能控制系统的调整，使双馈异步发电机定子空载电压的幅值、频率、相位与三相工频电网电压的幅值、频率、相位严格相同。

5）一旦20KW电动机驱动200KW双馈异步发电机在亚同步运行发电正常稳定后，由于双馈异步发电机在亚同步运行发电的效率为65%，则200KW*65%=130KW，我们从这130KW电力中提取20KW电力反馈供20KW电动机使用，同时还必须再提取20KW电力反馈通过变流器向转子侧输入所需的低频电流。到此时，20KW电动机驱动200KW双馈异步发电机在亚同步离网独立运行发电，最终获得90KW电力，这完全符合这小山村日常所需的电力。

双馈异步发电机亚同步运行超高效率发电，仅仅是在初始启动时需消耗三相工频电网电力，一旦双馈异步发电机亚同步运行发电正常稳定后，即可从双馈异步发电机亚同步运行超高效发电发出的超额发电量中提取小部分电力反馈供双馈异步发电机亚同步持续稳定的运行发电，此时是完全不消耗一点点能源、持续、稳定的运行发电，源源不断向外输送绿色、低碳、非常廉价的电能，他必将掀起一场轰轰烈烈的电力革命，带动第四次划时代的世界工业革命高潮。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了三相工频电网、电动机、亚同步控制装置、双馈异步发电机等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims

1.一种电力扩大发电系统，其特征在于：包括电动机、双馈异步发电机、电网、控制装置，电动机连接在电网上，电动机转轴通过连接亚同步控制装置后与双馈异步发电机转子连接，双馈异步发电机定子通过连接电压相位调整装置后连接到电网上，控制装置包括变流器、驱动电路、微机处理器、控制台和检测电路，双馈异步发电机转子侧与变流器相连，变流器连接到电网上，驱动电路与变流器相连，微机处理器分别与驱动电路、控制台相连，检测电路输入端与双馈异步发电机定子侧相连，检测电路输出端与微机处理器单元相连。

2.根据权利要求1所述的一种电力扩大发电系统，其特征是电网具有输入端和输出端，电网输入端连接三相工频电网，电网输出端连接负载。

3.根据权利要求1所述的一种电力扩大发电系统，其特征是电网具有输入端和输出端，电网输入端连接电源开关单元，电网输出端连接负载。

4.根据权利要求2或3任一项所述的一种电力扩大发电系统，其特征是还包括有逆变器、蓄电池、充电器，充电器、输入开关、输出开关，输入开关一端与电网输出端相连，输入开关另一端与充电器相连，充电器与蓄电池相连，蓄电池与逆变器相连，逆变器与输出开一端相连，输出开关另一端连接电网输入端。