抽水蓄能電站SFC 變頻起動(dòng)控制策略的研究

當(dāng)電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速nx 與轉(zhuǎn)速給定環(huán)節(jié)給出的nw最終相等時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入偏差量為零，變頻器保持原有的運(yùn)行狀態(tài)，機(jī)組維持在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。

4.3 機(jī)組端電壓控制

在變速范圍內(nèi)，機(jī)組端電壓與轉(zhuǎn)速成正比，即為恒磁通控制;當(dāng)機(jī)組端電壓達(dá)到額定值后，將不再隨轉(zhuǎn)速變化，即為弱磁通控制。機(jī)組在起動(dòng)初期的運(yùn)行過(guò)程中，為了盡快建立電機(jī)的端電壓，采用的是強(qiáng)磁通控制。圖5 為機(jī)組端電壓控制圖，機(jī)組起動(dòng)過(guò)程中的機(jī)組端電壓控制是由變頻器和機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)共同來(lái)完成的。

在機(jī)組起動(dòng)初期，為了使機(jī)組盡快感應(yīng)出端電壓以便使SRM實(shí)現(xiàn)正常電壓換相，在機(jī)組頻率低于3.8 Hz以前，機(jī)組端電壓的整定值Umw設(shè)為1 kV，采取的是強(qiáng)磁通控制。在此期間，由于電壓調(diào)節(jié)器的正偏差總是存在，勵(lì)磁電流整定值將會(huì)增大，超出電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電流，甚至超過(guò)電機(jī)的最大允許勵(lì)磁電流，為了避免可能出現(xiàn)的過(guò)磁通現(xiàn)象，在電壓調(diào)節(jié)器的輸出回路加入了限制環(huán)節(jié)，

以限制勵(lì)磁電流超過(guò)最大允許的勵(lì)磁電流值。

機(jī)組運(yùn)行頻率>3.8 Hz 后，采用恒磁通控制，此過(guò)程中機(jī)組的端電壓與轉(zhuǎn)速成正比例增加。變頻器給出預(yù)先設(shè)定的機(jī)組端電壓曲線(參見圖5)，電壓給定值Umw 與機(jī)組實(shí)際電壓Umx 比較，其偏差量在電壓調(diào)節(jié)器的作用下，向機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)器給出滿足機(jī)組端電壓所需要的勵(lì)磁電流整定值Ie ref，電流調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)對(duì)勵(lì)磁電流的調(diào)整，最終達(dá)到控制機(jī)組端電壓的目的。

隨著轉(zhuǎn)速的上升，當(dāng)機(jī)組端電壓上升到額定電壓值后，采取的是弱磁通控制。將機(jī)組端電壓的給定值Umw 設(shè)為當(dāng)前的電網(wǎng)額定電壓值，通過(guò)電壓調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器使機(jī)組端電壓跟蹤電網(wǎng)電壓，配合機(jī)組同期并網(wǎng)的進(jìn)行。

4.4 機(jī)組的同期并網(wǎng)控制

同期并網(wǎng)是機(jī)組變頻起動(dòng)過(guò)程中一個(gè)重要的控制步驟，它實(shí)現(xiàn)機(jī)組從加速運(yùn)行到與電網(wǎng)同期運(yùn)行的過(guò)渡，從而結(jié)束機(jī)組起動(dòng)的全部過(guò)程。變頻器的同期控制系統(tǒng)包括兩部分，一是同期測(cè)定裝置，二是同期調(diào)節(jié)部分。首先由同期測(cè)定裝置根據(jù)

機(jī)組端電壓USRM 和電網(wǎng)電壓USRN 間的頻率偏差吟f及電壓幅值的偏差吟U，指令同期調(diào)節(jié)部分作相應(yīng)的調(diào)整，將頻率偏差吟f取代轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用的轉(zhuǎn)速偏差，直接送入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，同時(shí)將電網(wǎng)電壓USRN作為機(jī)組電壓調(diào)節(jié)器的給定值。當(dāng)頻率和電壓偏差都滿足同期條件時(shí)，同期測(cè)定的并列部分投入，并按照相位角相等的原則發(fā)出同期命令，變頻器立即閉鎖，同期斷路器RCB 閉合，輸出斷路器OCB 和輸入斷路器ICB斷開，機(jī)組的同期并網(wǎng)過(guò)程結(jié)束。從理論上說(shuō)，機(jī)組的同期并網(wǎng)要同時(shí)滿足：USRM=USRN，fSRM=fSRN，漬SRM= 漬SRN。但是在實(shí)際的工程應(yīng)用中，不可能同時(shí)滿足，一般來(lái)說(shuō)只要求吟f依0.25 Hz，吟U依5%UN(電網(wǎng)額定電壓)，吟茲依10毅[4]同時(shí)成立，就可以進(jìn)行同期并網(wǎng)。

5 結(jié)語(yǔ)

靜止變頻器以無(wú)級(jí)調(diào)速、反應(yīng)速度快、起動(dòng)平穩(wěn)、起動(dòng)成功率高和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在我國(guó)大型抽水蓄能電站中得到廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合靜止變頻器相關(guān)技術(shù)，對(duì)抽水蓄能機(jī)組靜止變頻器起動(dòng)的過(guò)程和控制策略作了分析與研究，實(shí)際

的靜止變頻器設(shè)備還需要用到很多的技術(shù)，如晶閘管的串聯(lián)，晶閘管閥的觸發(fā)和強(qiáng)弱電的隔離等。目前，我國(guó)幾個(gè)大型抽水蓄能電站靜止變頻器設(shè)備主要依靠進(jìn)口，不過(guò)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有科研單位在從事大型抽水蓄能電站靜止變頻器的國(guó)產(chǎn)化工作，相信不久的將來(lái)國(guó)產(chǎn)化靜止變頻器在我國(guó)抽水蓄能電站中會(huì)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。