采用双馈电机的抽水蓄能机组技术概述

姜树德，梁国才，王 纯

（中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，北京市 100024）

0 引言

抽水蓄能电站在电网的调峰、填谷、调频和事故备用方面，发挥着越来越重要的作用。当前我国的抽水蓄能电站，几乎都采用固定转速的可逆机组，由于机组转速不可调节，固定转速、机组的调节功能和运行范围都受到了限制。20世纪90年代出现的采用双馈电机的抽水蓄能机组为消除这些缺点开辟了一条新路[1]。

1 固定转速抽水蓄能机组的局限性

可逆式水泵水轮机和同步发电电动机组成的二机式机组，是当前国内外抽水蓄能机组的主要机型。可逆式发电电动机是同步电机，其转速为固定的同步转速，由磁极对数和电网频率确定。采用固定转速机组的抽水蓄能电站的接线如图1所示。电机转子绕组通过接于主变压器低压侧的励磁变压器和整流器，获得直流励磁电源。这种机组的接线与常规水电机组的接线十分相似，只是增加了换相开关和变频起动装置（见图1）。

图1 采用固定转速机组的抽水蓄能电站的接线Figure 1 Scheme of pumped-storage power plant with fixed speed units

固定转速机组的抽水蓄能电站至少有两个难以克服的缺点：

（1）水轮机工况和水泵工况的效率优化不可兼顾。

可逆式水泵水轮机一身二任，既要作为水轮机运行，又要作为水泵运行。这就给水泵水轮机的设计和制造出了一道难题，因为一台高效的水轮机不可能同时又是一台高效的水泵，解决办法是只保证一种工况的效率最优。考虑到机组作为水泵运行的累加时间高于作为水轮机运行的累加时间，所以通常是保证水泵工况效率最优，舍弃水轮机工况的部分效率。……