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

1、隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力事業(yè)的不斷發(fā)展，社會(huì)用電水平的不斷提高，抽水蓄能電站以其獨(dú)特的填谷蓄能作用和快速、靈活的機(jī)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(dòng)的重要手段。對(duì)保障電網(wǎng)的安全優(yōu)質(zhì)運(yùn)行和提高電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性方面具有重大作用。
　　 蓄能電站可逆機(jī)組在運(yùn)行中，水泵工況下的起動(dòng)是一個(gè)重要的問(wèn)題，目前建設(shè)的蓄能電站的單機(jī)容量很大，直接起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)勢(shì)必造成巨大影響。隨著電子技技術(shù)的發(fā)展，可逆機(jī)組的起動(dòng)方

2、式也在逐漸進(jìn)步，其中應(yīng)用靜止變頻裝置(SFC)變頻起動(dòng)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(dòng)過(guò)程中高次諧波含量較高、浪涌電壓偏大，會(huì)對(duì)電網(wǎng)及電機(jī)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(diǎn)，造成起動(dòng)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(dòng)過(guò)程復(fù)雜，存在切換頻率控制，對(duì)起動(dòng)成功率有影響；更重要的一點(diǎn)，目前抽水蓄能機(jī)組的可控硅變頻裝置的技術(shù)都被國(guó)外制造商壟斷，價(jià)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(jìn)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(guó)內(nèi)外具有廣大發(fā)展前途的大功率高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(shì)

4、，而且技術(shù)先進(jìn)成熟，但如何在起動(dòng)抽水蓄能可逆式機(jī)組上應(yīng)用，在全世界范圍內(nèi)是一個(gè)技術(shù)空白，也是這次研究的重點(diǎn)，同時(shí)對(duì)于此次應(yīng)用的研究，也有利于推進(jìn)抽水蓄能變頻起動(dòng)裝置的國(guó)產(chǎn)化。
　　 安徽響洪甸抽水蓄能電站通過(guò)對(duì)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(dòng)裝置應(yīng)用于抽水蓄能機(jī)組的起動(dòng)上，本文對(duì)變頻起動(dòng)裝置的構(gòu)成進(jìn)行了解析，研究了基于IGBT多電平技術(shù)的變頻起動(dòng)系統(tǒng)工作原理，對(duì)變頻起動(dòng)裝置應(yīng)用于抽

5、水蓄能機(jī)組電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和同期并網(wǎng)調(diào)試進(jìn)行了研究，并對(duì)關(guān)系抽水蓄能機(jī)組變頻起動(dòng)成敗的轉(zhuǎn)子初始位置檢測(cè)進(jìn)行了重點(diǎn)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(dòng)裝置是在抽水蓄能領(lǐng)域使用的一個(gè)成功的開端。它的成功應(yīng)用對(duì)帶動(dòng)國(guó)內(nèi)抽水蓄能電站先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，提高電廠運(yùn)行可靠性及效率，對(duì)抽水蓄能機(jī)組變頻起動(dòng)裝置的國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)生了深刻的影響。相信不久的將來(lái)，在大功率IGBT市場(chǎng)應(yīng)用更加成熟、更加可靠之后，基于IGBT