湖南大學博士生研發神器 讓水電站“變頻”不怕枯水期

李妍蓉+曾歡歡+黃京

聽過變頻空調、變頻冰箱，聽說過“變頻”水電站嗎？湖南大學電氣與信息工程學院博士生呂銘晟和他的同學們一起為中小水電站設計了個“變頻”“馬達”——變速恒頻水力發電系統，采用該技術后，水電站也可變頻工作。按歷史水文數據測算，若全國中小水電站變頻工作后，一年可提升的最大發電量相當于一個三峽水電站。

水電有望不需攔河建壩

呂銘晟告訴記者，傳統的中小水電站一般采用“水輪—調速箱—直流勵磁發電機”的定速恒頻發電方式。由于直流勵磁的運行特性，因此對發電機轉速有恒定要求，直觀體現在機組對水流量的固定要求，從而使得枯水季節可發電量大大減少。而項目團隊研發的變速恒頻水力發電系統，可智能調節勵磁或變流系統，從而實現水大水小都能發電，不僅可以全季節全天發電，枯水期也可不停機運行，還能完成最大水能功率捕獲，靈活高效利用水能。

“如果應用‘變頻水電站，一座傳統中小型水電站每年可提升發電量20%～40%。”呂銘晟說，根據2013年全國農村水電增效擴容改造工作會議上公布的數據，全國共有45000多座農村水電站，裝機容量6500多萬千瓦，將近3個三峽水電站的裝機容量。如果升級改造，按平均提升發電量30%折算，新增裝機容量1950萬千瓦，這就是將近一座三峽水電站的裝機量（2240萬千瓦）。如果保守估計提升發電量20%，新增裝機容量1300萬千瓦，相當于2/3個三峽水電站。通過這種變速恒頻的發電技術，還有望改變數百年以來攔河建壩的水電建設方式，更利于生態保護。……