抽水工況下抽水蓄能電廠風電波動調節技術

摘 要：鑒于多數抽水蓄能電站安裝可逆式機組的現狀，該文提出一種運用雙饋變速技術擴展風電波動調節范圍的方案，利用電子元件實現發電機轉子交流勵磁，進而對機組的轉速與功率進行解耦控制，達到動態調節、快速響應的目的。使用Matlab平臺構建抽水蓄能機組模型并進行動態調節仿真，結果表明機組電磁功率調節的速動性良好，無論是在水輪機工況還是水泵工況下都能完成風電功率波動調節，切實提高抽水蓄能機組的調節能力。

關鍵詞：抽水蓄能機組；雙饋電機；調速器；動態調節；Matlab仿真

中圖分類號：TM614 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）31-0168-04

Abstract： In view of the current situation of installing reversible units in most pumped storage power stations， this paper proposes a plan to use doubly-fed variable speed technology to expand the range of wind power fluctuation regulation. Electronic components are used to realize AC excitation of the generator rotor， and then the speed and power of the unit are decoupled， thus achieving the purpose of dynamic adjustment and rapid response. The model of the pumped storage unit is built using Matlab platform and dynamic adjustment simulation is carried out. The results show that the electromagnetic power adjustment of the unit has good quickness， and the wind and electricity power fluctuation adjustment can be completed regardless of whether it is under water turbine operating conditions or pump operating conditions， which effectively improves the regulation ability of the pumped storage unit.

Keywords： pumped storage unit; doubly-fed machine; governor; dynamic regulation; Matlab simulation

常規的抽水蓄能機組在發電工況下支持動態調節，若處于抽水工況時無法調節，這種特性會導致風電并網時風電波動的調節范圍受到限制，不利于保證電網運行的穩定性和可靠性。近幾年出現的三機式抽水蓄能機組和變速抽水蓄能機組很好地解決了上述問題，前者的特點是調節范圍大、工況轉換時間短、機組設計更加靈活，但是存在系統結構復雜、建設與維護成本較高等弊端；后者融合了雙饋變速技術，實現對機組轉速與功率的解耦控制，在保證電網調節穩定性和改善水泵水輪機運行特性等方面有良好效果，成為解決抽水蓄能機組動態調節問題的最優選擇。

1 抽水蓄能機組的風電波動調節方案及其優勢

將交流勵磁技術應用到抽水蓄能電廠的可逆式發電機轉子上，通過外接電子控制器件的方式調節同步發電機的轉速，從而實現對機組轉速與機組功率的解耦控制。……