[發明專利]一種變速抽水蓄能機組用交流勵磁系統及機組自啟動方法

有效

• 申請號: 201711250806.6
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN107911054B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 馮宇鵬;吳金龍;張海龍;陳旭東;宋曉梅;來璐
• 申請（專利權）人: 許繼電氣股份有限公司;西安許繼電力電子技術有限公司;許繼集團有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02P9/08
• 分類號: H02P9/08;H02P21/22;H02P21/26;H02P101/10
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

1.一種變速抽水蓄能機組的自啟動方法，其特征在于，短接電機定子，控制交流勵磁系統接入電網，使機組逐步升速至額定轉速；所述控制交流勵磁系統接入電網，使機組逐步升速至額定轉速包括：

交流勵磁系統判斷機組處于抽水工況下，接收機組控制系統啟動命令；

啟動交流勵磁系統網側，使直流電壓上升至額定電壓；

啟動交流勵磁系統機側，對機組轉子進行勵磁，使機組升速；

當機組的轉子磁通達到轉子額定磁通，且機組轉速大于設定速度時，控制減小轉子磁通；

當轉矩電流大于機組的轉矩電流極限時，控制交流勵磁系統按照轉矩電流極限輸出轉矩電流，使機組升速至額定轉速。

2.根據權利要求1所述的變速抽水蓄能機組的自啟動方法，其特征在于，所述交流勵磁系統網側采用控制外環為直流電壓環、控制內環為電流環的雙閉環控制方法。

3.根據權利要求1所述的變速抽水蓄能機組的自啟動方法，其特征在于，所述交流勵磁系統機側控制外環為轉子轉速環和轉子磁通環、控制內環為電流環的雙閉環控制方法。

4.根據權利要求1所述的變速抽水蓄能機組的自啟動方法，其特征在于，所述啟動交流勵磁系統網側，使直流電壓上升至額定電壓包括：

啟動交流勵磁系統網側，經網側軟啟電阻，給直流側充電；

旁路網側軟啟電阻，開啟網側脈沖，使直流電壓上升至額定電壓。

5.根據權利要求1所述的變速抽水蓄能機組的自啟動方法，其特征在于，所述設定速度為s_maxω_{r_rate}，s_max為機組并網穩態運行時的最大轉差率，ω_{r_rate}為機組轉子的額定角速度。

6.根據權利要求1所述的變速抽水蓄能機組的自啟動方法，其特征在于，當機組轉速大于設定速度時，轉子磁通環的磁通指令值為：

其中，ψ_r^*為轉子磁通環的磁通指令值，s_max為機組并網穩態運行時的最大轉差率，ω_{r_rate}為機組轉子的額定角速度，ω₀為交流勵磁系統輸出電壓的角速度，ψ_rate為轉子額定磁通。

7.根據權利要求1所述的變速抽水蓄能機組的自啟動方法，其特征在于，所述轉矩電流極限為：

其中，ψ_r為轉子磁通環幅值，L_r為轉子電感，σ＝1-L_m²/L_sL_r為漏感系數，L_m為互感，L_s為定子電感。

8.根據權利要求3所述的變速抽水蓄能機組的自啟動方法，其特征在于，轉子磁通環中的轉子磁通通過磁通觀測器得到。

9.一種變速抽水蓄能機組用交流勵磁系統，其特征在于，包括勵磁變壓器、網側并網斷路器、網側軟起斷路器、LCL濾波器、網側換流器、機側換流器、交流Crowbar、直流Crowbar、控制保護系統和水冷系統，網側換流器和機側換流器共用一個直流母線，所述控制保護系統用于執行權利要求1～8中任一項所述的變速抽水蓄能機組的自啟動方法。