[发明专利]全功率变速恒频抽蓄机组控制模式切换方法、系统及设备

说明书

本发明公开了一种全功率变速恒频抽蓄机组控制模式切换方法、系统及设备，方法包括机组由静止启动至最低稳定运行转速状态过程中，控制机组工作在调速系统调频模式；机组变速优化加负荷至预设状态过程中，控制机组工作在快速频率模式；机组正常带负荷稳定运行过程中，控制机组工作在快速功率模式；机组变速优化减负荷至空载状态过程中，控制机组工作在快速频率模式；机组由空载减速至停机状态过程中，控制机组工作在调速系统调频模式。本发明能够最大限度保证全功率抽蓄机稳定性，又为发挥机组快速功率支援能力提供了技术支持。

技术领域

本发明属于变速恒频抽蓄机组，具体涉及一种全功率变速恒频抽蓄机组控制模式切换方法、系统及设备。

背景技术

基于全功率电力电子变换器的新一代变速恒频抽蓄机组，在设备上其基本构成有两部分：在发电机侧采用可变速水泵水轮机和同步发电电动机，在电网侧采用基于全控器件的变流器。机组处于发电运行状态时，功率和频率调节存在多种方式，一种是快速功率控制模式，即是变频器调节功率，机组调速系统调节频率；二是快速频率控制模式，即是变频器调节机组频率，机组调速系统调节功率。

对于快速功率模式，机组可能存在超低频振荡问题，且扰动后机组频率恢复较为缓慢，在快速加负荷过程中，机组频率将持续下跌，可能越过机组允许运行的最低频率或转速，甚至导致机组失去稳定，不利于机组进行最优转速控制。而快速频率控制模式可有效抑制机组频率波动，利于机组进行最优转速控制，从而提升机组运行效率。但快速频率模式存在机组电磁功率调节速度较为缓慢问题。现有技术文献对全功率抽蓄机组运行控制策略却鲜有报道，全功率变速恒频抽水蓄能机组处于技术空白，相关研究较少，给机组的运行和控制带来了极大挑战。

发明内容

针对全功率变速恒频抽水蓄能机组运行控制需求，本发明提供了一种全功率变速恒频抽蓄机组控制模式切换方法。本发明能够最大限度保证全功率抽蓄机稳定性，又为发挥机组快速功率支援能力提供了技术支持。

本发明通过下述技术方案实现：

一种全功率变速恒频抽蓄机组控制模式切换方法，包括：

机组由静止启动至最低稳定运行转速状态过程中，控制机组工作在调速系统调频模式；

机组变速优化加负荷至预设状态过程中，控制机组工作在快速频率模式；

机组正常带负荷稳定运行过程中，控制机组工作在快速功率模式；

机组变速优化减负荷至空载状态过程中，控制机组工作在快速频率模式；

机组由空载减速至停机状态过程中，控制机组工作在调速系统调频模式。

优选的，本发明的调速系统调频模式下：

机侧变流器处于闭锁状态，变流器直流电压由网侧变流器控制，机组转速由调速系统控制。

优选的，本发明的快速频率模式下：

机侧变流器处于解锁状态，机组有功功率由调速系统控制，机组转速由机侧变流器控制。

优选的，本发明的快速功率模式下：

机侧变流器处于解锁状态，机组有功功率由机侧变流器控制，机组转速由调速系统控制。

优选的，本发明的机组由静止启动至最低稳定运行转速状态过程中：

按照预设斜率k₁，在t₁时间内，机组转速从0线性增加到机组允许的最低稳定运行转速n₁。

优选的，本发明的机组变速优化加负荷至预设状态过程具体包括：

机组的转速增加到最低稳定运行转速后，机侧变流器解锁；