变频器新应用——变速抽水蓄能水电机组

马小亮

（天津电气科学研究院有限公司，天津 300180）

（原名——天津电气传动研究所）

抽水-发电机组是既能抽水又能发电的水电装备。它主要用于抽水蓄能电站，是电网中重要的贮能设施，由上、下蓄水池、可逆水泵-水轮机和电机机组构成，如图1所示，主要任务是“削峰-填谷”：在电网需要电能时，水从上池流向下池，机组正转按发电模式工作，向电网送能；在电网有多余电能时，机组反转按电动抽水（水泵）模式工作，从电网吸取能量，水从下池返回上池。除抽水蓄能电站外，抽水-发电机组也用于调水工程。

图1 变速抽水蓄能电站Fig.1 Variable-speed pumped-storage power plant

抽水蓄能电站是电网中重要的大功率蓄能设施，始于20世纪70年代，那时电机采用同步机并直接联接至电网，恒速运行。从20世纪90年代初起，随着大功率电力电子4象限变频技术的发展，为提高电能调控的快速性和灵活性，扩展水轮机运行范围和提高效率，越来越多的抽水蓄能机组改为变速运行。

20世纪80年代末潘家口水电站曾从ABB公司引进一套90 MW的变速抽水蓄能机组，由于采用晶闸管电流型LCI变频器，因谐波大引起电网振荡而失败，仍恒速运行，LCI装置只用来做水泵模式工作时的软启动器。它严重影响了变速运行在我国的推广，后来我国建造了许多抽水蓄能电站，基本都恒速运行。现在国内许多高校、研究机构和设计院都在开展变速运行的试验研究。引汉济渭调水工程中三河口水电站采用的2套12 MW变速抽水-发电机组即将投运，它的变频器采用4象限H桥级联变频器。……