变速抽蓄交流励磁网侧变换器控制系统研究

王 舒，梁廷婷，孙 静，汪宇怀

(1.南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司)，江苏 南京 211106；2.国电南瑞科技股份有限公司，江苏 南京 211106；3.国网新源控股有限公司，北京 100761；4.国网浙江省电力有限公司，浙江 杭州 310007)

采用交流励磁系统的可变速抽水蓄能机组由于其变速恒频的运行特性，可以在发电、抽水两种工况下更好地适应水头的变化，始终运行在最优转速，提高了机组的运行效率，降低了对环境水头的要求，目前在国外的水电行业已经得到了比较广泛的应用[1- 4]。

机组的交流励磁系统目前应用最广泛的是交-直-交结构的变频器，可以看作是网侧和机侧两个相同结构的变换器通过直流侧的电容相连组合而成。目前对交流励磁系统变频器的控制策略基本是将网侧变换器和机侧变换器看成两个通过直流侧电容实现解耦的独立部分分别进行控制。实际运行过程中，由于水头和功率的改变，变速抽蓄机组的转速在超同步速和次同步速之间调节，对于大容量的变速抽蓄机组，当转速调节快时，变频器上的功率变动大，如果网侧变换器的控制性能不佳，容易导致直流侧电容的过压或者欠压。针对这个问题，本文提出根据机侧变换器的控制结果，对网侧变换器的控制增加一个功率前馈控制分量来提高对直流侧电压的控制效果，并通过仿真与动模试验进行了验证[5-10]。

1 网侧变换器双闭环矢量控制

变速抽蓄机组的电机交流励磁系统基本电路结构如图1所示。……