交流励磁抽水蓄能机组运行功率能力计算

发布时间：2021-02-10 01:12

　　具有交流励磁电机变速、功率解耦优点的抽水蓄能机组将在电力系统调峰、调频中发挥更好的作用,有必要研究考虑水头、流量和机组运行工况等约束条件下的可调速抽水蓄能机组运行功率能力的计算方法。首先,基于交流励磁电机电磁等效电路,考虑定、转子侧功率,推导发电和电动运行工况下的交流励磁电机接入电网侧的功率表达式;其次,考虑发电和抽水工况下水泵水轮机的工作特性,推导以水头和转速为变量的抽水蓄能机组的机械功率表达式,从而提出电动和发电工况下交流励磁抽水蓄能机组运行功率极限的计算方法和流程;最后,以某实际抽水蓄能机组参数为例,分析不同水头和转速下机组运行功率范围,并通过时域仿真结果验证所提计算方法的有效性。 

【文章来源】：太阳能学报. 2020,41(04)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

交流励磁电机电磁等效电路

为了研究发电工况下抽水蓄能机组运行功率，有必要寻求影响水轮机机械功率的因素，然后通过机电耦合，将机械功率转换成电功率，从而得到表达式。基于交流励磁电机的抽水蓄能机组可实现变转速下的最优效率运行。本文在分析其功率极限时，可认为机组保持固定的最优效率运行，并且在水轮机物理模型中，导叶开度作为调速器的输出量，反映了机组转子转速。因此水轮机输入功率可以由水头、机组转速表示，其框图如图2所示。由图2可知，水轮机输入功率的产生是一个复杂且缓慢的物理过程，为了使电力系统快速、方便地得到机组功率，需要寻求机械功率与水头和转速的数学关系。可逆水泵水轮机根据导叶调节机组转速，当转速一定时，导叶确定，机组功率取决于水头。根据文献[13]得到机组转速数学关系式：

式中，a0、a1、a2——常数，且a0>0,a1<0,a2<0。式（13）、式（14）及（17）中提及的a0、a1与a2与式（12）中相同。同样，为了研究电动工况下抽水蓄能机组运行功率能力，本节假定水泵水轮机运行在最优效率下，水泵输出功率可以由扬程、机组转速表示，其框图如图4所示。


本文编号：3026536