交流励磁抽水蓄能机组暂态特性仿真分析

不同于常规抽水蓄能机组,基于交流励磁电机的抽水蓄能机组可实现变速,具有提高机组工况运行效率和增强系统暂态运行稳定性的优点。本文通过建立其仿真模型,重点对其负荷扰动特性及电网侧故障的暂态特性进行仿真分析,为该机组的实际应用提供理论支撑。首先,结合交流励磁抽水蓄能机组运行特点,根据可逆水泵水轮机运行模式;分别建立了水轮机模式和水泵模式下的数学模型;结合交流励磁电机的数学模型,建立交流励磁抽水蓄能机组的联合仿真模型。其次,结合可逆水泵水轮机和交流励磁控制策略,给出了交流励磁抽水蓄能机组发电工况采用功率励磁、电动工况采用转速+功率励磁的系统控制框图。最后,基于Matlab/Simulink仿真平台搭建系统仿真模型,并对交流励磁抽水蓄能机组发电、电动工况下负荷扰动特性以及电网侧故障的暂态运行性能进行仿真分析。     

琅琊山抽水蓄能电站励磁系统运行分析

抽水蓄能电站机组运行工况复杂,在不同工况下励磁调节器的运行模式分为发电模式、静态变频器（SFC）模式、背靠背模式、线路充电模式、黑启动模式和电制动模式。琅琊山电站机组投运以来,励磁系统的主要故障有抽水启动过程中励磁停止程序运行、机组深度进相励磁无法调节和励磁风扇投入时电源开关跳闸。介绍了励磁调节器的基本特性,分析了上述故障的原因,提出了解决方法,有效地解决了励磁系统的故障。     

抽水蓄能机组励磁系统运行特点分析

针对抽水蓄能机组与火电机组在运行方式上的不同,分析抽水蓄能机组在启动、停机的控制方式下励磁系统的运行特点。结合抽水蓄能机组在电网中所起的作用,介绍在电网调峰和黑启动时机组励磁系统的运行特点。     

抽水蓄能机组双微机励磁系统的研制

本文根据抽水蓄能机组励磁系统的控制及运行特点,对抽水蓄能机组的电气起动投励、主回路选择、STD 工控机微机调节器硬件、软件设计及系统可靠性方面进行了研究与分析。为大型抽水蓄能机组励磁控制设备的国产化设计应用提供了经验。     

响洪甸抽水蓄能机组励磁装置的研究、设计和运行

本文对响洪甸电站抽水蓄能机组 DWLS-32型双微机励磁装置的试验研究、系统装置的设计及电站的调试与运行进行介绍。文中着重对抽水蓄能机组励磁系统主回路及双微机调节器的硬件、软件设计进行了分析论述。     

影响抽水蓄能机组动态稳定性的因素及PSS的应用

利用特征值技术,计算分析了潘家口电厂抽水蓄能机组投入运行后,对华北电力系统动态稳定性的影响.计算结果表明:外部联系电抗、抽水功率、励磁调节器增益、同步电机的功率因数等,对抽水蓄能机组的动态稳定性有较大影响,而在励磁系统中投入电力系统稳定器(PSS)是提高机组动态稳定性的必要措施.     

交流励磁抽水蓄能机组快速功率响应控制策略

基于交流励磁抽水蓄能机组运行特点,分别建立可逆水泵水轮机和交流励磁电机数学模型;针对可逆水泵水轮机在不同运行模式下的输出特性,分别建立水轮机工况和水泵工况下的负荷特性优化流程;结合电动和发电运行工况,提出功率由交流励磁调节,转速或导叶由可逆水泵水轮机控制的抽水蓄能机组快速功率响应控制策略。通过与传统转速励磁控制策略进行仿真比较,结果表明所提控制策略能够同时提高机组的功率响应速率和可逆水泵水轮机运行效率。     

大型抽水蓄能机组励磁系统设计

抽水蓄能电站承担调峰填谷、调频调相、事故备用和蓄洪补枯等多重任务,具有运行灵活、反应快速的特点,在智能电网的建设中发挥着重要作用。文中介绍了大型抽水蓄能机组励磁系统控制功能和各主要组成装置的设计原则,为大型抽水蓄能机组励磁系统的设计提供参考。     

抽水蓄能机组微机励磁控制器的研制

抽水蓄能机组励磁控制器具有工况转换频繁,逻辑控制严密,需采取电气起动和制动等特点,国内目前尚无大型抽水蓄能机组微机励磁控制器研究成功的报道.从分析抽水蓄能机组的特点出发,以80C196十六位单片机为核心控制芯片,从硬件设计和软件编程方面详细介绍了抽水蓄能机组励磁控制器的研制.通过实验室样机调试,结果表明,该16位单片机构成的抽水蓄能机组励磁控制器具有体积小,线路简单,运行可靠,易于调试、维护,且控制精度高等优点.能够满足抽水蓄能机组发电、抽水、起动、电气制动等各种运行工况之间相互转换的要求.     

大功率变换器在可变速抽水蓄能电站中的应用

可变速抽水蓄能技术是电网运行控制中最具商业价值的储能方式。首先阐述可变速抽水蓄能技术的基本原理,建立双馈异步电机的数学模型。其次介绍双馈异步电机在定子磁链定向下的预测电流控制策略,以AC/AC变频变换器作为可变速抽水蓄能机组励磁系统,对可变速抽水蓄能机组的运行工况进行仿真研究。最后搭建基于VME总线的可变速抽水蓄能机组励磁控制系统实验平台,实验结果验证了其可行性和有效性。     

发电电动机的安全稳定运行

本文基于抽水蓄能电站在电力系统中的重要性,从分析发电电动机的故障及事故入手,就发电电动机的参数和结构的合理选择、与水泵水轮机结构和参数的匹配、水泵水轮机调试和运行方式对发电电动机的影响、电站运行方式的合理选择、与厂房结构的设计协调、安装和运行维护、在线监测、寿命诊断等诸方面对发电电动机的运行稳定性进行论述.     

抽水蓄能机组泵工况分阶段启动及经济运行

在仙游抽蓄电站机组调相转抽水的过程中,由于导叶开启过快,使得电机功率改变量较大,导致电网频率波动较大。对此,本文提出了在泵工况采用导叶分阶段线性启动的解决方法。基于高扬程水泵水轮机模型转轮特性数据,研究了不同导叶开度时机组运行的稳定性;分析了水泵流量、轴功率、效率与扬程和导叶开度的关系,提出了确定泵工况高效经济运行最大导叶开度的方法。通过对水泵和水轮机工况区压力脉动的比较分析,得出水轮机工况的压力脉动比水泵工况相同位置的大得多,所以水泵工况也可以采用导叶开度分阶段开启方式的重要结论。对水泵零流量工况的分析表明,当水泵启动时,采用缓慢开启导叶的方式有利于避免发生较大的零流量压力脉动现象。同时,选择较小的导叶开启目标开度有利于减小零流量压力脉动强度。最后,水力过渡过程计算示例表明,在水泵启动过程每个阶段导叶保持不变的过程中,水压和轴功率波动幅度较小且很快衰减,机组能够稳定运行,发生超过水轮机工况压力脉动的风险微小。由于高水头或高扬程水泵水轮机转轮单位流量和力矩特性及压力脉动具有类似特点,上述结论也可供其它抽蓄电站参考。     

可变速抽水蓄能机组控制系统研究

对循环变流器励磁的可变速抽水蓄能机组控制系统进行了研究,阐述了总体控制方案、发电电动机的控制策略和基于循环变流器的励磁电流控制原理。仿真结果表明,交流磁链机组在电机电动和发电状态下均可以实现变速恒频运行,具有较快的功率响应速度,有功功率、无功功率和转速均可独立调节。搭建实验平台,实现了电机的转子电流控制,结果表明循环变流器可以准确地控制转子的电流。     

300MW供热机组启动上水方式的优化应用

大唐洛阳热电厂300MW机组的传统上水方式采用电动给水泵作启动工作泵。通过运行实践表明,这种启动方式存在可靠性低、厂用电率高等问题。探讨了一种安全经济、合理的给水泵运行方式,提出了一种机组冷态启动无需凝结水泵、电泵启动,热态启动无电泵上水优化方案,及具体实施情况。通过应用实践,此种工作方案提高了机组启动过程中的安全性和经济性。     

浅谈自并励励磁系统在大容量机组中的应用

发电机的励磁系统是同步发电机的重要组成部分,其主要任务是根据发电机运行状态,向发电机的励磁绕组提供一个可调节的直流励磁电流,以满足发电机各种运行方式的需要。励磁系统直接影响发电机的安全运行,其技术性能低下将给机组的运行造成了极大的安全隐患。为满足电力系统对发电质量高标准的要求,确保发电机组长期安全、稳定地运行,必须采取先进科学的励磁系统。通过介绍目前国内外600 MW及以上机组的主要励磁方式,对发电机自并励励磁系统和无刷旋转整流器励磁系统的特点进行了分析比较,提出自并励励磁系统具有接线简单、主机轴系短、造价低、运行维护方便、反应速度快等特点,并分析了大容量机组采用自并励励磁系统的可行性,可供工程设计参考。     

大规模压缩空气储能系统发电方式与运行控制分析与构想

压缩空气储能是一种充放电循环次数多、使用寿命长、可大规模储存电能的清洁环保的物理储能技术,适合于电网级大规模应用场合。文中分析了大规模压缩空气储能系统常规定速发电方式特点,提出了基于全控器件励磁的定速恒频同步储能机组控制策略,以获得更强的励磁能力和抑制系统振荡的能力,实现提升储能机组辅助服务能力。为了提高综合能效,提出了基于变速恒频双馈发电机组和变速变频直驱发电机组的大规模压缩空气储能变速发电方案构想,并分析了其典型运行控制策略,该变速发电方案具有提升储能机组控制功能及辅助服务能力的潜力。最后,分析了大规模压缩空气储能发电运行控制面临的挑战。     

大型变转速抽水蓄能发电电动机核心技术综述

为了有效地解决大型抽水蓄能电站水头/扬程变幅过大,提高机组的运行效率和经济性,研究和应用大型可变转速抽水蓄能发电电动机(简称蓄能DFIM)技术,必将成为今后水电领域技术创新的焦点。分析当前国内外蓄能DFIM在水电领域的发展现状,着重阐述了基本原理、运行特性及其关键部件的结构设计、交流励磁调速技术,以及需要进一步研究的问题,从而为我国未来蓄能DFIM的产业发展和新技术研发提供技术支持。     

Transient analysis of converter-fed adjustable-speed generator-motor for the pumped storage power plant

A converter-fed adjustable-speed generator-motor for a pumped storage power plant has been developed in order to contribute to the automatic frequency control on an electric power system during pumping operations, as well as to improve the efficiency of turbines during generating operations together with stability. This system consists of a reversible pump turbine, a generator motor, cycloconverter and control units. The rotor of the generator motor, which is coupled directly with the turbine runner, normally is operated at a rotating speed which is equal to the difference between the frequency of the electric power system and that of the rotor current. In the state that a fault has occurred in the primary circuit of the generator motor, the adjustable-speed generator-motor fault current differs from that of a conventional synchronous generator motor. This paper describes the fault current analysis results for the condition when a sudden short-circuit is made on the primary side of the generator motor, and collates the results with the field test and EMTP simulation results.     

发电电动机励磁绕组匝间短路故障在线监测

通用的励磁绕组匝间短路故障在线监测方法未加分辨地采用定子中性点不平衡电流中的所有分数次谐波分量构成监测量及相应的报警值,可能因报警值较高而对小匝数故障不够灵敏。以江苏宜兴抽水蓄能电站发电电动机为例,计算小匝数励磁绕组匝间短路故障引起的定子中性点不平衡电流并实测正常工况下固有不平衡电流,在此基础上提出了一种改进的在线监测方案,提取由匝间短路引起的不平衡电流中含量较高的3/8次和5/8次谐波电流构成报警值。仿真计算结果表明,对于江苏宜兴抽水蓄能电站发电电动机,改进的在线监测方案能对3%及以上匝比的励磁绕组匝间短路故障发出警报,灵敏性优于通用监测方案。基于所提改进方案的在线监测装置已经成功投运于江苏宜兴抽水蓄能电站4号发电电动机。