全功率变速抽水蓄能机组控制策略与调节特性

全功率变速抽水蓄能机组协调控制中通常采用变流器控制机组功率、调速器控制机组频率(转速)的快速功率控制,其忽视了对机组频率安全与效率的影响,且控制模式单一。分析了机组多控制模式振荡特性和功频响应特性,提出了机组发电工况快速频率控制与快速功率控制相结合的协调控制策略,以及水泵工况定导叶开度变转速控制策略。设计了常规试验与性能优化试验结合的变速工况调试方法并应用于我国第一台全功率变速抽水蓄能机组启动调试中,验证了控制策略和调试方法的有效性。现场测试结果表明,调速器和变流器控制不协调易引发机组振荡,采取所提协调策略后机组安全高效运行,且具备百毫秒级的有功、无功快速调节能力。

六边形变换器在全功率抽水蓄能系统中的应用研究

在抽水蓄能系统中,可调速机组可以适应更宽的水头范围,提高机组运行效率。六边形变换器(Hexverter)作为一种高压大容量变换器,可以解决目前变速抽水蓄能系统中变流装置容量小、能量转换效率低以及调速慢等问题。本文提出了基于六边形变换器的全功率抽水蓄能控制系统,对六边形变换器的一般数学模型进行了分析,提出的基于网侧和机侧两种频率的多重解耦控制策略可以实现网侧和机侧功率的控制以及机侧输出电压电流频率灵活可调,基于零序网络的桥臂直流电压平衡控制策略可以实现桥臂直流均压。最后通过仿真和实验验证了六边形变换器在全功率抽蓄系统的应用的有效性。

FSC可变速抽水蓄能在含大规模风光发电系统中的应用

全功率变流器(Full Size Converter,FSC)可变速抽水蓄能(Variable Speed Pumped Storage,VSPS)是电网自动频率控制,平衡可再生能源发电波动的有效手段。本文在介绍三电平全功率变流器可变速抽水蓄能整体结构的基础上,介绍了机侧变流器和网侧变流器的模型和控制策略。在给出由于电网需求而产生的参考功率的基础上,说明了全功率变流器可变速机组在发电模式和电动模式时有功功率和无功功率的控制策略。最后,用PSIM和MATLAB/SIMULINK软件对基于双馈机组和全功率变流器机组的风光储互补系统进行了仿真分析,阐述了全功率机组对可再生能源等引起的电网波动的控制作用。

大流量再生水输配系统设计运行综合优化

通过建立大流量再生水输配系统运行能耗计算的数学模型,以输配系统能耗最小为目标,得到在恒定水温差条件下响应负荷需求的变频水泵调控的运行策略。同时,改变输配系统设计管径,结合水泵的运行优化,研究在不同比摩阻范围下的输配系统初投资与运行费用关系,得出了在适当减小比摩阻范围的前提下,采用水泵变频调控运行优化策略能够有效减少系统总费用的结论。

用可调进口导叶调节特性的大型混流泵

阐述了大型混流泵采用可调进口导叶调节特性的原理、技术特点和结构设计 ,介绍了带可调进口导叶的SEZ2 0 0 0— 1 62 5VR型泵的具体结构和运行效果。

全功率变速抽水蓄能机组无功优先控制策略研究

全功率变速抽水蓄能机组具有功率快速可调、响应速度快、有功无功独立解耦的优点,可为电网运行提供调峰、调频、无功电压支撑、需求侧响应等多种服务,是现阶段抽水蓄能技术发展的主要技术方向之一。但受变流器过流能力限制,全功率变速抽蓄在任何时候的最大电流不能超过变流器过载能力。而电网侧在故障期间及故障恢复期间对有功、无功的需求有所不同,本文比较了变速抽蓄机组的几种有功、无功电流分配策略,提出了变速抽蓄机组的无功电流优先控制策略可满足弱电网在故障期间对无功电压的需求。最后通过变速抽水蓄能机组在实际电网中的仿真分析,验证了该策略的正确性。

竖井式进水流道尺寸对水力性能的影响

根据南水北调东线工程邳州泵站的基本参数,基于进水流道三维湍流流动数值模拟方法,研究了竖井式进水流道控制尺寸对其水力性能的影响。揭示了竖井式进水流道长度、宽度和高度等控制尺寸对进水流道出口流速分布均匀度、流速加权平均角度和水头损失的影响规律和原因,并分析了流道内的流速分布情况。研究结果表明:控制尺寸对竖井式进水流道水力性能影响较为显著;控制尺寸的增加明显提高了竖井式进水流道的水力性能,当增加至一定值后,影响趋于平缓;邳州泵站竖井式进水流道方案控制尺寸取值合理,水流收缩平顺均匀、流线层次分明,流道内无任何脱流或旋涡等不良流态,水头损失小。本项研究结果可为竖井式进水流道的水力设计、控制尺寸的合理确定提供理论依据。

暖风器疏水泵一用一备大小泵控制问题及对策

介绍了暖风器疏水改造在某电厂的实施情况,针对暖风器疏水泵一用一备大小泵变频自动控制的要求,在原设计泵指令平衡控制方式的基础上,摸索出适合两个手操器设定值共用、两个PID调节的控制方式,并通过现场试验证明此方式既可实现设定值无扰切换,又能满足大小不同特性泵的调节品质。

黄金峡水利枢纽工程大型水泵机组选型设计及运行调节研究

引汉济渭工程黄金峡水利枢纽是陕西省境内一项重要的大型跨流域调水工程,泵站装机容量和设计流量均为目前国内甚至亚洲在建和已建泵站之最,且调水过程复杂、调水流量分布范围宽广。在分析黄金峡泵站调度原则及运行方式的基础上,综合比较目前国内外大型泵站机组设计制造水平、枢纽建筑物及机电设备投资等因素,详细论证了大型单级单吸离心式水泵机组台数和性能参数的确定方法及其影响因素,并给出了黄金峡泵站机组选型设计的最优方案,同时论证了采用变频调节的必要性及其效果。研究结果可为大型调水泵站机组的选型设计提供参考。

全功率变流器可变速抽水蓄能机组的功率调节特性分析

全功率变流器(full size converter,FSC)可变速抽水蓄能技术是控制电网负荷频率,平衡可再生能源发电波动的有效手段。在介绍三电平FSC可变速抽水蓄能机组整体结构的基础上,给出了机侧变流器和网侧变流器的模型和控制策略。在确定由于电网需求而产生的参考功率的基础上,提出了FSC可变速抽水蓄能机组在发电模式和电动模式时有功功率和无功功率的控制策略。针对所建立的FSC可变速抽水蓄能机组模型,采用冲击响应傅立叶变换法,给出了机组的频谱特性,对照风电波动频谱特性,阐述了全功率机组对可再生能源引起的电网波动控制的有效性。最后对抽水蓄能机组在抑制风电出力波动中的作用进行了仿真验证。