IGBT多電平技術(shù)在抽水蓄能機組起動方式上的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力事業(yè)的不斷發(fā)展，社會用電水平的不斷提高，抽水蓄能電站以其獨特的填谷蓄能作用和快速、靈活的機組啟停特性，成為電網(wǎng)系統(tǒng)中調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、事故備用和黑起動的重要手段。對保障電網(wǎng)的安全優(yōu)質(zhì)運行和提高電力系統(tǒng)經(jīng)濟性方面具有重大作用。
　　 蓄能電站可逆機組在運行中，水泵工況下的起動是一個重要的問題，目前建設(shè)的蓄能電站的單機容量很大，直接起動對電網(wǎng)勢必造成巨大影響。隨著電子技技術(shù)的發(fā)展，可逆機組的起動方

2、式也在逐漸進步，其中應(yīng)用靜止變頻裝置(SFC)變頻起動方式成為目前應(yīng)用最多的方式，而且大多都采用傳統(tǒng)的高-低-高方案的可控硅變頻裝置。
　　 由于可控硅變頻裝置在起動過程中高次諧波含量較高、浪涌電壓偏大，會對電網(wǎng)及電機產(chǎn)生不良影響；而且可控硅變頻裝置采用的設(shè)備較多、可靠性低，控制性能差等缺點，造成起動成功率較低；必備的輸入輸出變壓器使得設(shè)備投資增加，體積也大；可控硅屬于半控器件，觸發(fā)、關(guān)斷電路復(fù)雜，系統(tǒng)的可靠性因此有一定影響；起

3、動過程復(fù)雜，存在切換頻率控制，對起動成功率有影響；更重要的一點，目前抽水蓄能機組的可控硅變頻裝置的技術(shù)都被國外制造商壟斷，價格也持高不下。
　　 隨著新型大功率半導(dǎo)體功率器件和變頻控制技術(shù)的迅速發(fā)展，基于IGBT、IGCT等全控型電力電子器件并采用矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等先進控制技術(shù)的高壓大容量變頻裝置，得到了快速推廣和應(yīng)用，成為國內(nèi)外具有廣大發(fā)展前途的大功率高壓電機驅(qū)動裝備。與可控硅變頻器相比，IGBT高壓變頻裝置具有顯著優(yōu)勢

4、，而且技術(shù)先進成熟，但如何在起動抽水蓄能可逆式機組上應(yīng)用，在全世界范圍內(nèi)是一個技術(shù)空白，也是這次研究的重點，同時對于此次應(yīng)用的研究，也有利于推進抽水蓄能變頻起動裝置的國產(chǎn)化。
　　 安徽響洪甸抽水蓄能電站通過對原有的基于可控硅的SFC改造，在世界上首次將基于IGBT多電平技術(shù)的靜止變頻起動裝置應(yīng)用于抽水蓄能機組的起動上，本文對變頻起動裝置的構(gòu)成進行了解析，研究了基于IGBT多電平技術(shù)的變頻起動系統(tǒng)工作原理，對變頻起動裝置應(yīng)用于抽

5、水蓄能機組電動機起動和同期并網(wǎng)調(diào)試進行了研究，并對關(guān)系抽水蓄能機組變頻起動成敗的轉(zhuǎn)子初始位置檢測進行了重點研究。
　　 在響洪甸抽水蓄能電站首次采用基于IGBT多電平技術(shù)的變頻起動裝置是在抽水蓄能領(lǐng)域使用的一個成功的開端。它的成功應(yīng)用對帶動國內(nèi)抽水蓄能電站先進技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，提高電廠運行可靠性及效率，對抽水蓄能機組變頻起動裝置的國產(chǎn)化產(chǎn)生了深刻的影響。相信不久的將來，在大功率IGBT市場應(yīng)用更加成熟、更加可靠之后，基于IGBT