本发明涉及新能源发电技术领域，特别是一种新能源并网同步电机对固定平台。
背景技术：
以光伏和风电为代表的新能源具有波动性，这是导致并网后电网运行不稳定的一个因素，但是在未来高比例甚至近100％的新能源电网中，即使充足的新能源电力和储能、能源互联以及需求侧响应等技术的应用有望确保电网不因波动性而引发电力短缺或不稳定，电网的稳定运行还受到另外一个重要因素的影响，这就是大量的新能源换流器替代了同步发电机，导致电网呈现出高度的电力电子化特性，这使得电网的电源特性发生了根本性变化，为电力系统的稳定运行带来巨大挑战。主要体现在：
一、新能源并网缺乏可靠的惯性响应且频率耐受能力较低，导致电网的频率抗扰动能力下降；
二、新能源换流器的暂态电压和电流支撑能力不足，导致新能源故障穿越能力降低；
三、新能源的运行控制及其与电网的交互影响，导致新的振荡问题。
技术实现要素：
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于现有的新能源发电系统中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明其中的一个目的是提供一种新能源并网同步电机对固定平台，其采用“同步电动机-同步发电机对”进行新能源并网新方法，即通过新能源驱动同轴连接的同步电动机和同步发电机并网运行。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种新能源并网同步电机对固定平台，其包括：承载单元，包括承载平台和滑动件，所述承载平台上设置有一对互相平行并沿纵向沿伸的滑轨，所述滑动件的一端能够限定在所述滑轨中并沿所述滑轨进行纵向滑动，另一端能够外伸出所述滑轨并形成外露的连接段；同步电机对，包括联轴装置以及通过所述联轴装置进行同轴连接的同步电动机和同步发电机；所述同步电动机和同步发电机的底座分别与限定在所述滑轨中的滑动件的连接段连接，并固定在所述承载平台上；所述联轴装置包括第一对接组件和第二对接组件；所述第一对接组件包括与同步电动机的轴端可拆卸连接的第一联轴柱以及连接在所述第一联轴柱上的第一传动件；所述第二对接组件包括与同步发电机的轴端可拆卸连接的第二联轴柱以及连接在所述第二联轴柱上的第二传动件；所述第二传动件通过变向调节组件与所述第一传动件传动连接，并能够相对于所述第一传动件进行侧向摆动，以使得两者的轴心能够共线或者不共线。
作为本发明所述新能源并网同步电机对固定平台的一种优选方案，其中：所述滑轨为t型滑槽，其包括滑动区以及宽度小于所述滑动区并使得滑动区与外部空间连通的衔接区；所述滑动件包括互相固定的滑动段和连接段；所述滑动段配合于所述滑动区的宽度，其能够限定在所述滑动区内并沿其纵向滑动；所述连接段能够从所述衔接区探出所述滑轨。
作为本发明所述新能源并网同步电机对固定平台的一种优选方案，其中：所述联轴装置还包括正对连接柱；所述正对连接柱包括第一柱体和第二柱体；所述第一柱体的一端设置有第一防转口，另一端设置有插孔；所述第二柱体的一端设置有第二防转口，另一端设置有配合于所述插孔的插柱；所述第一联轴柱的内端设置有配合于所述第一防转口的第一防转凸起，所述第二联轴柱的内端设置有配合于所述第二防转口的第二防转凸起；所述插孔内设置有弹性件，所述插柱能够插入所述插孔内并挤压所述弹性件。
作为本发明所述新能源并网同步电机对固定平台的一种优选方案，其中：所述第一传动件包括沿周向分布固定于所述第一联轴柱外侧壁上的三根第一折杆以及固定于各个第一折杆末端上的第一球体；所述第二传动件包括沿周向分布固定于所述第二联轴柱外侧壁上的三根第二折杆以及固定于各个第二折杆末端上的第二球体。
作为本发明所述新能源并网同步电机对固定平台的一种优选方案，其中：所述变向调节组件包括互相连接且彼此不能发生相对周向转动的第一连接件和第二连接件；所述第一连接件包括对应于各个第一球体的第一限位块，所述第一限位块的内部具有第一夹层空间，各个第一球体能够嵌入对应的第一夹层空间中，并在其中发生相对活动；所述第二连接件包括对应于各个第二球体的第二限位块，所述第二限位块的内部具有第二夹层空间，各个第二球体能够嵌入对应的第二夹层空间中，并在其中发生相对活动。
作为本发明所述新能源并网同步电机对固定平台的一种优选方案，其中：所述第一连接件上的其中一个第一夹层空间的宽度小于所述第一球体的外径，且该第一夹层空间的侧壁上具有配合于所述第一球体外径且沿所述第一连接件径向沿伸的滑槽；所述第一连接件上的其余第一夹层空间的宽度均等于所述第一球体的外径；所述第二连接件上的各个第二夹层空间的宽度均等于所述第二球体的外径。
作为本发明所述新能源并网同步电机对固定平台的一种优选方案，其中：所述第一连接件还包括导向筒，各个第一限位块沿周向分布固定于所述导向筒的其中一端，所述导向筒的另一端形成外伸的导向区段；所述导向筒的内部还具有配合于所述正对连接柱外径的纵向通道；所述第二连接件还包括能够套于所述导向区段外围的套环，各个第二限位块沿周向分布固定于所述套环的外侧壁上，所述套环能够沿所述导向区段的径向滑动，且所述套环上设置有通透的锁定孔，所述锁定孔内连接固定有锁定螺栓。
作为本发明所述新能源并网同步电机对固定平台的一种优选方案，其中：所述变向调节组件还包括防转螺栓，且所述套环上设置有一对互相正对的安装孔，所述防转螺栓沿所述套环的径向可拆卸地固定于所述安装孔内；所述导向区段上设置有对应于所述防转螺栓的限位滑槽，所述限位滑槽开口向外，且所述防转螺栓能够在所述限位滑槽内沿纵向滑动；所述第二柱体上对应于所述插柱的一端设置有对应于所述防转螺栓的避让槽。
作为本发明所述新能源并网同步电机对固定平台的一种优选方案，其中：所述第一柱体和第二柱体的外径相等，且配合于所述导向筒的纵向通道。
作为本发明所述新能源并网同步电机对固定平台的一种优选方案，其中：所述第一防转口和第二防转口的横截面为非圆形，且任一横截面的外轮廓相同；所述第一防转凸起能够沿轴向插入所述第一防转口内，所述第二防转凸起能够沿轴向插入所述第二防转口内。
本发明的有益效果：本发明通过同步电机对并网可以为高占比新能源电网提供足够的惯性，利用其电励磁系统，还可以灵活地为电网提供大量阻尼。利用同步电机对的机械轴隔离作用，同步电机对还可以在电网故障时，保护新能源电网，使新能源不脱网，继续为电网输送功率。初步预估的经济性分析结果表明，同步电机对的投资成本约占一个风电场的5％-10％，在其可以提升新能源电网稳定性，增加新能源渗透率的前提下，其投资经济性是较高的。由此，可以假设未来高占比新能源电网中，逆变器直接并网与同步电机对并网共存，利用大电网互联，用户侧响应等方式实现瞬时能量平衡，利用同步电机对维持电网稳定性，同时保留少了火电机组做应急调峰，水电机组做常规调峰。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为设置同步电机对的新能源发电系统结构示意图。
图2为所述新能源并网同步电机对固定平台的整体结构图。
图3为承载单元的结构图。
图4为电动机或发电机底座在承载单元上固定的结构图。
图5为承载单元的横向剖面图。
图6为联轴装置不设置连接柱时的装配结构图。
图7为联轴装置设置连接柱时的装配结构图。
图8为联轴装置设置连接柱时的爆炸图。
图9为联轴装置设置连接柱时的剖面图。
图10为夹层空间对球体的空间约束示意图。
图11为第一球体在各个第一夹层空间中的活动方式示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
参照图1，为本发明的一个实施例，该实施例提供了一种应用于新能源发电系统的新能源并网方法。
传统电力系统中，无论是火电机组，水电机组还是核电机组，同步发电机，既是能量转换单元，又是并网单元。目前来看，由同步发电机组所组成的交流电网是比较稳定的，其稳定来源，正是同步发电机组，其中：同步发电机组的励磁系统，可以维持机端电压的稳定，提供无功支撑，维持电网的电压稳定；通过同步机的阻尼绕组以及pss控制，同步机可以有效维持功角稳定，这通过励磁控制也是容易实现的；同步机转子的转动惯量，可以为电网提供充足的惯性，抑制频率波动，维持频率稳定。
如果在高占比新能源电网中，仍保留一定数量的同步发电机组，则由这部分同步发电机组为电网提供足够的稳定性支持，再让新能源并网，就可以在提高新能源占比的情况下依旧维持电网稳定性。
为了在高渗透率新能源电网中，能够让同步电机继续同时作为功率传输设备和并网设备，本发明提出了采用同步电机对(同轴连接的同步电动机和发电机组合)并网的方法，来提升电网的稳定性，如图1所示。新能源驱动同步电动机转动，作为原动机，带动同步发电机并网。
具体的，在新能源发电单元与待接入电网之间设置同步电机对200，同步电机对200包括同轴连接的同步电动机201和同步发电机202，同步电动机201和同步发电机202之间可以采用联轴装置进行同轴连接；新能源发电单元可以采用光伏发电或者风力发电等新能源发电方式。
同步电动机201与新能源发电单元连接，并通过同步发电机202接入所述电网；通过新能源发电单元所产生的电能驱动同步电动机201旋转，并带动同步发电机202进行同步旋转发电，以汇入与其连接的电网中。
进一步的，新能源发电单元通过驱动变频器与同步电机对200连接，变频器的内部还设置有用于直流交流转换的整流器和逆变器。当新能源发电单元采用光伏发电时，其包括分布式布置的光伏组件以及对应于各个光伏组件并一一对应连接的汇流箱；光伏组件能够将太阳辐射能转换成直流电，并通过各个汇流箱将直流电输送至所述逆变器；逆变器将直流电转换为交流电之后输送至同步电动机201，驱动同步电动机201进行旋转，并通过同步转动的同步发电机202产生电能，输入电网。当新能源发电单元采用风力发电时，其包括风力发电机，风力发电机通过叶片和变桨机构将旋转扭矩传递至内部的增速箱，经过增速箱的增速后再通过内部自带的发电机将旋转动能转换为交流电，并将交流电输送至整流器，通过所述整流器转换为直流电之后再输送至所述逆变器；接着，逆变器将直流电转换为交流电之后输送至同步电动机201，驱动同步电动机201进行旋转，并通过同步转动的同步发电机202产生电能，输入电网。
通过上述方式，使新能源通过同步发电机组并网，此时同步发电机组相当于串联到电网中，既能传输有功，又能利用励磁系统灵活调节无功。
本发明采用同步电机对200并网可以为高占比新能源电网提供足够的惯性，利用其电励磁系统，还可以灵活地为电网提供大量阻尼。利用同步电机对200的机械轴隔离作用，同步电机对200还可以在电网故障时，保护新能源电网，使新能源不脱网，继续为电网输送功率。
基于上述，本发明还提出一种新能源并网同步电机对固定平台，既作为新能源发电系统的能量转换单元，又作为新能源发电系统的并网单元。其能够提升新能源电网的频率稳定性，提升故障穿越能力，且能够避免新的振荡问题。
具体的，参照图2～6，所述新能源并网同步电机对固定平台包括：作为承重构件的承载单元100以及固定于承载单元100的上部并作为发电和并网主体的同步电机对200。
承载单元100包括水平放置的承载平台101以及滑动件102，承载平台101上设置有一对互相平行并沿纵向沿伸的滑轨101a，滑动件102的一端能够限定在滑轨101a中并沿滑轨101a进行纵向滑动，另一端能够外伸出滑轨101a并形成外露的连接段102a。
同步电机对200包括一个联轴装置以及通过该联轴装置进行同轴连接的同步电动机201和同步发电机202；同步电动机201和同步发电机202的底座分别与限定在滑轨101a中的滑动件102的连接段102a连接，并固定在承载平台101上。优选的，承载平台101上的每条滑轨101a内均滑入有对应于同步电动机201的一对滑动件102以及对应于同步发电机202的一对滑动件102；同步电动机201(以及同步发电机202)底座的其中一侧分别与其中一条滑轨101a上的两个外伸的连接段102a连接固定，另一侧分别与另一条滑轨101a上的两个外伸的连接段102a连接固定。
优选的，滑轨101a为t型滑槽，其包括条形的滑动区101a-1以及宽度小于滑动区101a-1并使得滑动区101a-1与外部空间连通的衔接区101a-2；滑动区101a-1与衔接区101a-2均为纵向沿伸的条形空间，共同组成任一横截面为t型的滑槽。滑动件102包括互相固定的滑动段102b和连接段102a；滑动段102b配合于滑动区101a-1的宽度，其能够限定在滑动区101a-1内并沿其纵向滑动；连接段102a能够从衔接区101a-2探出滑轨101a。进一步优选的，滑动件102可以直接采用螺栓与螺母组件，其中，螺栓的螺栓头(即滑动段102b)卡在滑动区101a-1内，而带有螺纹的螺栓杆(即连接段102a)外伸出衔接区101a-2，并穿过同步电动机201(或同步发电机202)底座上的通孔，最终通过螺母与穿过该通孔的螺栓杆进行螺纹连接，以实现将同步电动机201(或同步发电机202)的底座固定在承载平台101上的目的。
由于滑动件102对同步电动机201以及同步发电机202的固定是初步的整体固定，实际中，同步电动机201和同步发电机202被固定在承载单元100上之后，两者转轴的轴端往往并不能完全正对，因此，可以通过本发明的联轴装置进行适配性连接，形成扭矩传动。
如图6、8，联轴装置包括第一对接组件300、第二对接组件400以及变向调节组件500。其中，第一对接组件300用于与同步电动机201的轴端连接；第二对接组件400用于与同步发电机202的轴端连接；变向调节组件500衔接在第一对接组件300和第二对接组件400之间，并形成传动，用于适应两者之间不正对的偏移情况或者适用于两个轴端不同间距的情况。因此，本发明的联轴装置能够适用于待连接的两轴存在较大偏移的情况，且能够根据两轴端不同的间距适应性调节联轴装置自身的长度，以形成良好的配合连接，因此更具使用的普遍性和灵活性。
第一对接组件300包括与同步电动机201的轴端可拆卸连接的第一联轴柱301以及连接在第一联轴柱301上的第一传动件302。第一联轴柱301可以为柱状结构，其外端具有转轴连接口k，能够连接同步电动机201的转轴轴端，因此，转轴连接口k可以为圆孔；第一联轴柱301通过现有的连接方式与轴端连接，如：通过键槽配合的方式连接，或者通过环抱压紧的方式连接(此时第一联轴柱301的外端具有伸缩缝，然后通过螺栓拉紧伸缩缝的两端，使得转轴连接口k口径缩小、压紧转轴)。第一传动件302为外伸的杆状结构或者块状结构，用于活动连接变向调节组件500的其中一端，并传递扭矩。
第二对接组件400包括与同步发电机202的轴端可拆卸连接的第二联轴柱401以及连接在第二联轴柱401上的第二传动件402。较佳的，本发明中的第二对接组件400与第一对接组件300结构完全相同，且对称分布。第二传动件402通过变向调节组件500与第一传动件302传动连接，并能够相对于第一传动件302进行侧向摆动，以使得第一联轴柱301与第二联轴柱401的轴心能够共线或者不共线，因此，即使当第一联轴柱301与第二联轴柱401的轴心不共线时(亦即同步电动机201与同步发电机202的转轴轴心不共线时)，变向调节组件500依然能够衔接第一对接组件300与第二对接组件400，并传递扭矩，最终实现同步电动机201对同步发电机202的同轴带动作用。
进一步的，如图7、8、9，本发明中的联轴装置还包括正对连接柱600，正对连接柱600用于保证第一联轴柱301与第二联轴柱401互相正对(两者的轴心共线)，因此，本发明的联轴装置还能够适用于“待连接的两轴互相正对”的情况，且正对连接柱600还能够弹性挤压在第一对接组件300与第二对接组件400之间，用于使得第一联轴柱301与第二联轴柱401能够分别紧密连接在各自对应的轴端上，以防止松动。
具体的，所述正对连接柱600包括互相衔接的第一柱体601和第二柱体602。其中，第一柱体601的一端设置有第一防转口601a，另一端设置有沿其径向向内沿伸的插孔601b；第二柱体602的一端设置有第二防转口602a，另一端设置有配合于插孔601b的插柱602b。第一联轴柱301的内端设置有配合于第一防转口601a的第一防转凸起301a，第二联轴柱401的内端设置有配合于第二防转口602a的第二防转凸起401a；插孔601b内设置有弹性件603，插柱602b能够插入插孔601b内并挤压弹性件603，弹性件603可以采用压缩弹簧。本发明中的第一防转口601a和第二防转口602a的横截面均为非圆形，且任一横截面的外轮廓相同(优选的，本发明设定第一防转口601a和第二防转口602a为四棱柱空心凹槽，横截面优选正方形)；第一防转凸起301a能够沿轴向插入第一防转口601a内，第二防转凸起401a能够沿轴向插入第二防转口602a内；在弹性件603的弹性挤压下，防转凸起与防转口的穿插配合能够更加紧密稳定，并能够使得两端的第一联轴柱301与第二联轴柱401能够分别紧密连接在各自对应的轴端上。
需要注意的是：本发明中的正对连接柱600也可以不装配在联轴装置的整体结构上，单独以第一对接组件300、第二对接组件400以及变向调节组件500作为联轴装置整体结构进行使用。因此，综上所述，当待连接的两轴端互相正对时，可以在联轴装置的整体结构上装配正对连接柱600，使得联轴装置能够适应互相正对的两轴，且通过防转凸起与防转口之间的辅助传动作用能够获得更高的结构可靠性。当待连接的两轴端彼此形成侧向偏移，具有较大的偏移角度，可以不安装正对连接柱600，仅单独以第一对接组件300、第二对接组件400以及变向调节组件500作为联轴装置整体结构进行使用。
进一步的，第一传动件302包括沿周向分布固定于第一联轴柱301外侧壁上的3根第一折杆302a以及固定于各个第一折杆302a末端上的第一球体302b；各个第一折杆302a的一端固定于第一联轴柱301上，另一端向后沿伸并朝向变向调节组件500。第二传动件402结构与第一传动件302完全相同，其包括沿周向分布固定于第二联轴柱401外侧壁上的3根第二折杆402a以及固定于各个第二折杆402a末端上的第二球体402b。
变向调节组件500包括互相连接且彼此不能发生相对周向转动的第一连接件501和第二连接件502。其中，第一连接件501包括对应于各个第一球体302b的第一限位块501a，第一限位块501a的内部具有第一夹层空间501a-1，各个第一球体302b能够嵌入对应的第一夹层空间501a-1中，并在其中发生相对活动；第二连接件502包括对应于各个第二球体402b的第二限位块502a，第二限位块502a的内部具有第二夹层空间502a-1，各个第二球体402b能够嵌入对应的第二夹层空间502a-1中，并在其中发生相对活动。
本发明可以设定：第一联轴柱301连接主动轴(输入轴)的轴端，第二联轴柱401连接从动轴(输出轴)的轴端。因此，当第一对接组件300受到主动轴的扭矩进行旋转运动时，能够通过旋转的第一折杆302a拨动各个第一限位块501a进行旋转，实现将扭矩传递至变向调节组件500的过程；然后变向调节组件500再通过一同旋转的第二限位块502a拨动各个第二折杆402a进行旋转，实现将扭矩传递至第二对接组件400的过程，最终第二联轴柱401将扭矩传递至与之连接的从动轴上，实现力矩的完整传递过程。
如图10所示，3个第一球体302b分别嵌入对应的第一夹层空间501a-1中，从轴向视角分析，由于3个第一夹层空间501a-1对3个第一球体302b分别形成三角分布的空间约束，因此即使在第一对接组件300与第一连接件501共同旋转的过程中，各个第一球体302b也不能沿径向从对应的第一夹层空间501a-1中脱离出来，进而保证了第一对接组件300与第一连接件501的结构衔接和力矩传递过程。需要注意的是：如图11，各个第一球体302b能够在第一夹层空间501a-1中贴着内侧壁发生一定程度的适应性滑动，形成活动的配合方式，以调整第一联轴柱301的轴心相对于变向调节组件500的偏移角度；同样的，各个第二球体402b能够在第二夹层空间502a-1中贴着其内侧壁发生一定程度的适应性滑动，形成活动的配合方式，以调整第二联轴柱401的轴心相对于变向调节组件500的偏移角度；因此，综上所述，能够调节偏移角度且无法直接从径向脱离变向调节组件500的第一对接组件300和第二对接组件400，可以连接没有互相正对的两个转轴轴端，适用于待连接的两轴存在较大偏移的情况。
进一步的，第一连接件501上的其中一个第一夹层空间501a-1的宽度小于第一球体302b的外径，且该第一夹层空间501a-1的侧壁上具有配合于第一球体302b外径且沿第一连接件501径向沿伸的滑槽501a-2；而第一连接件501上的其余第一夹层空间501a-1的宽度均等于第一球体302b的外径。因此，保证了其中一个第一球体302b能够嵌在滑槽501a-2中，且只能沿着滑槽501a-2进行径向滑动；而其余两个第一球体302b能够根据上述第一球体302b在滑槽501a-2内的滑动位置，在各自的第一夹层空间501a-1中进行自适应的活动调节。此外，第二连接件502上的各个第二夹层空间502a-1的宽度均等于第二球体402b的外径，且各个第二球体402b能够在对应的第二夹层空间502a-1中进行活动调整。如此，上述的设计方式优化了第一传动件302与第一连接件501的传动配合方式，在保证能够进行偏移角度调整的前提下，限定了活动配合的路径和方式、降低了可活动的自由度、提高了传动的可靠性和结构的稳定性。
进一步的，第一连接件501还包括径向沿伸的导向筒501b，导向筒501b为柱状结构，各个第一限位块501a沿周向分布固定于导向筒501b的其中一端，导向筒501b的另一端形成外伸的导向区段d。较佳的，各个第一限位块501a的一端固定于导向筒501b的其中一端的外侧壁，另一端向外沿伸、并形成一对互相平行且存在间隔的夹板结构，该间隔即为上述的“第一夹层空间501a-1”。此外，导向筒501b的内部还具有配合于正对连接柱600外径的纵向通道501b-1，纵向通道501b-1两端通透，且正对连接柱600能够穿过纵向通道501b-1。
第二连接件502还包括能够套于导向区段d外围的套环502b，各个第二限位块502a沿周向分布固定于套环502b的外侧壁上。较佳的，各个第二限位块502a的一端固定于套环502b的外侧壁上，另一端向外沿伸、并形成一对互相平行且存在间隔的夹板结构，该间隔即为上述的“第二夹层空间502a-1”。
套环502b能够沿导向区段d的径向滑动，且套环502b上设置有通透的锁定孔502b-1，锁定孔502b-1内连接固定有锁定螺栓502c，通过旋转锁定螺栓502c能够使得螺栓杆的末端穿过锁定孔502b-1并挤压导向区段d的外侧壁，实现第二连接件502在导向区段d上的位置固定，以便调整第二限位块502a相对于第一限位块501a的距离。因此，本发明的联轴装置能够根据不同的两轴端间距适应性调节联轴装置自身的长度，以形成良好的配合连接。
进一步的，变向调节组件500还包括防转螺栓503，且套环502b上设置有一对互相正对的安装孔502b-2，防转螺栓503能够沿套环502b的径向可拆卸地固定于安装孔502b-2内。同时，导向区段d上设置有对应于防转螺栓503的限位滑槽501b-2，限位滑槽501b-2开口向外，且防转螺栓503能够在限位滑槽501b-2内沿纵向滑动。当通过锁定螺栓502c将第二连接件502固定在第一连接件501上之后，贯穿在上述限位滑槽501b-2内的防转螺栓503能够起到周向旋转的限位作用，以使得第一连接件501与第二连接件502彼此之间不能发生相对的周向转动。
此外，第二柱体602上对应于插柱602b的一端设置有对应于防转螺栓503的避让槽602c，用于避免在安装正对连接柱600时，防转螺栓503对其产生的行程阻碍。较佳的，第一柱体601和第二柱体602的外径相等，且配合于导向筒501b的纵向通道501b-1。
本发明中，当联轴装置需要装配正对连接柱600时，整体安装步骤为：
一、将第一联轴柱301安装在主动轴的轴端上；
二、将第一传动件302的各个第一球体302b嵌入对应的第一夹层空间501a-1中，实现第一连接件501在第一传动件302上的连接；
三、向导向筒501b的纵向通道501b-1内插入第一柱体601，并在插孔601b内放入弹性件603；调整第一柱体601的周向角度，使得第一防转凸起301a嵌入第一防转口601a中；
四、向套环502b的安装孔502b-2内插入并固定防转螺栓503；
五、将套环502b从导向区段d的外端套入，并使得防转螺栓503嵌入限位滑槽501b-2中，形成限位；
六、将第二柱体602带有插柱602b的一端插入导向筒501b的纵向通道501b-1内，使得防转螺栓503滑入避让槽602c；并向内推动第二柱体602，使得插柱602b插入第一柱体601的插孔601b，并挤压弹性件603；
七、向内推动第二柱体602使其回缩并留足操作空间，并将第二联轴柱401安装在从动轴的轴端上；随后松开第二柱体602，使其向外弹出，并使得第二防转凸起401a正好嵌入第二柱体602外端的第二防转口602a内；
八、沿纵向滑动调整第二连接件502，以调节其在导向区段d上的位置，直至各个第二球体402b嵌入对应的第二夹层空间502a-1中；
九、向锁定孔502b-1内旋转锁定螺栓502c，以固定第二连接件502在导向区段d上的位置不变，完成整体结构的安装。
如图4，需要注意的是：本发明中，当第一防转凸起301a嵌入第一防转口601a中时，第一柱体601对应于插孔601b一端的外端面与限位滑槽501b-2在径向上还没有交集(第一柱体601对应于插孔601b一端还未触及到限位滑槽501b-2)，以保证安装好的第一柱体601不会对防转螺栓503在限位滑槽501b-2内的滑动行程造成限位阻碍。
综上所述，本发明具备如下有益效果：
一、同步电机对提升频率稳定性
新能源大规模接入电网后造成电网大量惯性缺失，将威胁到电网频率稳定性。高比例新能源电网缺乏可靠的惯性响应主要体现在：(1)新能源自身不存在机械转动惯量，典型代表是光伏逆变器，因为光伏发电系统不含任何旋转电机部件。(2)新能源自身存在机械转动惯量，但是难以响应电网的频率扰动，即有效转动惯量较低。典型代表是双馈异步风机和永磁直驱风机，虽然风机的转子也有转动惯量，但是换流器将风机和电网进行了部分或全部的隔离，更重要的是，这两类变速风机运行在最大风能捕获的控制模式，因此转子的“变速”并不是随着电网频率变化，而是随着风速变化，这是和同步发电机最主要的区别。
而新能源通过同步电机对并网后，一个最明显的特点是保留了同步发电机组，增加了真实的转动惯量。以传统火电机组的真实轴系参数为标准，来对比说明同步电机对的转动惯量能够达到的水平。传统火电机组的转子系统由由四个质量块构成，分别为励磁机、发电机、低压缸和高压缸；同步电机对没有汽轮机环节，且换流器不具备机械转动惯量，因此可以认为同步电机对的转子由两个同步机质量块和两个励磁机质量块构成。因此，在同容量下，理论分析表明同步电机对的转动惯量约为火电机组的66％。理论分析表明同步电机对的转动惯量跟传统火电机组是同一量级。
实验结果表明，同步电机对在负载扰动后和传统火电机组有相同频率响应过程，可以像传统火电机组一样为为新能源提供惯性支持。试验说明了同步电机对能在负载波动时提供有效惯性使频率尽快恢复正常水平，可以有效增强新能源电网的频率稳定性。
二、同步电机对提升故障穿越能力
新能源换流器电压耐受上限仅为1.1p.u.，电力电子器件的过流裕度较低，这导致新能源机组在电网发生故障时的动态无功功率支撑能力不足。此外，新能源并网容量的快速增长降低了送端交流电网的短路容量和电网强度，这导致电网应对无功冲击能力和电压调控能力的下降，造成新能源机组的低/高电压穿越能力下降。
根据国家标准规定的技术要求，大型同步发电机应满足承受1.5p.u.的定子电流，且历时30s而无损伤，短期过载能力应持续15s～60s；根据同步电机继电保护整定导则，同步发电机的电压耐受上限不应低于1.3p.u.，耐受时间0.5s。在出厂试验和实际运行中，同步发电机的上述指标会被严格执行并留有一定安全裕量以确保满足并网运行的要求，这使得同步发电机在电网发生故障时能够提供较强的电流和电压支撑能力。
实验结果表明，同步电机对在并网侧短路时能够提供高短路电流支撑，提高新能源系统的短路容量，增强新能源电网应对严重故障时暂态扰动的能力，并提高新能源的故障穿越能力。
三、同步电机对避免新的振荡问题
随着新能源在电网中所占比例越来越高，不仅给电网形态带来变化，也为新能源电力系统的稳定运行与控制带来一系列新问题。大量新能源电力电子并网换流器的使用，在增强了电力系统可控性、灵活性的同时，在传统同步电网以工频为基础的稳定问题之外引发了中频带(1hz～100hz)的新稳定问题。其中，已经有多次事故发生且对电网造成严重影响的是次/超同步振荡问题。新能源并网产生的振荡问题不仅会对自身机组产生影响，而且振荡传播范围非常广，会严重影响远距离火电机组的正常运行。
同步电机对并网系统的机械轴能从源头隔离新能源侧产生的非工频间谐波，同步电机对中的电机的定子绕组本身就可以看作一个电感，而电感具有滤波能力，因此对谐波有衰减作用。同步电机对中的电机在基波50hz的能量转换和传递效率最高，这是电机的设计导致的。由于其他谐波的能量转换和传递效率低，那么电机本身就是一个宽频带的滤波器，谐波在电机内被衰减和吸收。同步电机对对次/超同步谐波的衰减作用消除了振荡产生的条件。
实验结果表明，同步电机对对新能源电力电子换流器产生的包括次/超同步频率段的各次谐波都有衰减作用，从而能够从源头避免新的振荡。
重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
1.一种新能源并网同步电机对固定平台，其特征在于：包括，
承载单元(100)，包括承载平台(101)和滑动件(102)，所述承载平台(101)上设置有一对互相平行并沿纵向沿伸的滑轨(101a)，所述滑动件(102)的一端能够限定在所述滑轨(101a)中并沿所述滑轨(101a)进行纵向滑动，另一端能够外伸出所述滑轨(101a)并形成外露的连接段(102a)；
同步电机对(200)，包括联轴装置以及通过所述联轴装置进行同轴连接的同步电动机(201)和同步发电机(202)；所述同步电动机(201)和同步发电机(202)的底座分别与限定在所述滑轨(101a)中的滑动件(102)的连接段(102a)连接，并固定在所述承载平台(101)上；
所述联轴装置包括第一对接组件(300)和第二对接组件(400)；所述第一对接组件(300)包括与同步电动机(201)的轴端可拆卸连接的第一联轴柱(301)以及连接在所述第一联轴柱(301)上的第一传动件(302)；所述第二对接组件(400)包括与同步发电机(202)的轴端可拆卸连接的第二联轴柱(401)以及连接在所述第二联轴柱(401)上的第二传动件(402)；所述第二传动件(402)通过变向调节组件(500)与所述第一传动件(302)传动连接，并能够相对于所述第一传动件(302)进行侧向摆动，以使得两者的轴心能够共线或者不共线。
2.如权利要求1所述的新能源并网同步电机对固定平台，其特征在于：所述滑轨(101a)为t型滑槽，其包括滑动区(101a-1)以及宽度小于所述滑动区(101a-1)并使得滑动区(101a-1)与外部空间连通的衔接区(101a-2)；
所述滑动件(102)包括互相固定的滑动段(102b)和连接段(102a)；所述滑动段(102b)配合于所述滑动区(101a-1)的宽度，其能够限定在所述滑动区(101a-1)内并沿其纵向滑动；所述连接段(102a)能够从所述衔接区(101a-2)探出所述滑轨(101a)。
3.如权利要求1或2所述的新能源并网同步电机对固定平台，其特征在于：所述联轴装置还包括正对连接柱(600)；
所述正对连接柱(600)包括第一柱体(601)和第二柱体(602)；所述第一柱体(601)的一端设置有第一防转口(601a)，另一端设置有插孔(601b)；所述第二柱体(602)的一端设置有第二防转口(602a)，另一端设置有配合于所述插孔(601b)的插柱(602b)；所述第一联轴柱(301)的内端设置有配合于所述第一防转口(601a)的第一防转凸起(301a)，所述第二联轴柱(401)的内端设置有配合于所述第二防转口(602a)的第二防转凸起(401a)；所述插孔(601b)内设置有弹性件(603)，所述插柱(602b)能够插入所述插孔(601b)内并挤压所述弹性件(603)。
4.如权利要求3所述的新能源并网同步电机对固定平台，其特征在于：所述第一传动件(302)包括沿周向分布固定于所述第一联轴柱(301)外侧壁上的三根第一折杆(302a)以及固定于各个第一折杆(302a)末端上的第一球体(302b)；所述第二传动件(402)包括沿周向分布固定于所述第二联轴柱(401)外侧壁上的三根第二折杆(402a)以及固定于各个第二折杆(402a)末端上的第二球体(402b)。
5.如权利要求4所述的新能源并网同步电机对固定平台，其特征在于：所述变向调节组件(500)包括互相连接且彼此不能发生相对周向转动的第一连接件(501)和第二连接件(502)；所述第一连接件(501)包括对应于各个第一球体(302b)的第一限位块(501a)，所述第一限位块(501a)的内部具有第一夹层空间(501a-1)，各个第一球体(302b)能够嵌入对应的第一夹层空间(501a-1)中，并在其中发生相对活动；所述第二连接件(502)包括对应于各个第二球体(402b)的第二限位块(502a)，所述第二限位块(502a)的内部具有第二夹层空间(502a-1)，各个第二球体(402b)能够嵌入对应的第二夹层空间(502a-1)中，并在其中发生相对活动。
6.如权利要求5所述的新能源并网同步电机对固定平台，其特征在于：所述第一连接件(501)上的其中一个第一夹层空间(501a-1)的宽度小于所述第一球体(302b)的外径，且该第一夹层空间(501a-1)的侧壁上具有配合于所述第一球体(302b)外径且沿所述第一连接件(501)径向沿伸的滑槽(501a-2)；所述第一连接件(501)上的其余第一夹层空间(501a-1)的宽度均等于所述第一球体(302b)的外径；
所述第二连接件(502)上的各个第二夹层空间(502a-1)的宽度均等于所述第二球体(402b)的外径。
7.如权利要求5或6所述的新能源并网同步电机对固定平台，其特征在于：所述第一连接件(501)还包括导向筒(501b)，各个第一限位块(501a)沿周向分布固定于所述导向筒(501b)的其中一端，所述导向筒(501b)的另一端形成外伸的导向区段(d)；所述导向筒(501b)的内部还具有配合于所述正对连接柱(600)外径的纵向通道(501b-1)；
所述第二连接件(502)还包括能够套于所述导向区段(d)外围的套环(502b)，各个第二限位块(502a)沿周向分布固定于所述套环(502b)的外侧壁上，所述套环(502b)能够沿所述导向区段(d)的径向滑动，且所述套环(502b)上设置有通透的锁定孔(502b-1)，所述锁定孔(502b-1)内连接固定有锁定螺栓(502c)。
8.如权利要求7所述的新能源并网同步电机对固定平台，其特征在于：所述变向调节组件(500)还包括防转螺栓(503)，且所述套环(502b)上设置有一对互相正对的安装孔(502b-2)，所述防转螺栓(503)沿所述套环(502b)的径向可拆卸地固定于所述安装孔(502b-2)内；
所述导向区段(d)上设置有对应于所述防转螺栓(503)的限位滑槽(501b-2)，所述限位滑槽(501b-2)开口向外，且所述防转螺栓(503)能够在所述限位滑槽(501b-2)内沿纵向滑动；所述第二柱体(602)上对应于所述插柱(602b)的一端设置有对应于所述防转螺栓(503)的避让槽(602c)。
9.如权利要求4～6任一所述的新能源并网同步电机对固定平台，其特征在于：所述第一柱体(601)和第二柱体(602)的外径相等，且配合于所述导向筒(501b)的纵向通道(501b-1)。
10.如权利要求4～6任一所述的新能源并网同步电机对固定平台，其特征在于：所述第一防转口(601a)和第二防转口(602a)的横截面为非圆形，且任一横截面的外轮廓相同；所述第一防转凸起(301a)能够沿轴向插入所述第一防转口(601a)内，所述第二防转凸起(401a)能够沿轴向插入所述第二防转口(602a)内。
技术总结