抽水蓄能电站背靠背启动过程的数字仿真
背靠背(BTB)在蓄能电厂的作用
背靠背(BTB)在蓄能电厂的作用摘要：背靠背启动技术是指以一台机组作为拖拉机拖动另外一台机组至水泵并网的启动模式的简称。
背靠背技术在蓄能电厂的应用对于电厂的发展具有极大的意义。
本文详细介绍了蓄能电站机组背靠背起动控制流程，并对起动过程中出现的问题进行了分析，提出有针对性的改进措施，以提高机组背靠背起动成功率。
关键词:背靠背技术；控制流程；启动设备前言:背靠背技术在蓄能电厂中的应用对于提高蓄能电厂工作效率具有很大作用。
背靠背技术所具有的运行灵活和反应快速的特点对于确保电力系统的安全有效运行具有重大作用。
因此，如何提高背对背启动技术成为蓄能电厂发展的一个重大问题。
1、背靠背启动控制流程1.1背靠背启动回路及起动设备背靠背启动是以一台机组作为拖动机拖动另外一台机组－被拖机至水泵调相工况并网的启动模式简称，启动前先将拖动机与被拖机通过启动母线作为电气轴连接在一起。
然后拖动机开辅机，开球阀，被拖机开辅机压水。
接着两台机加上适当的恒定励磁电流)最后拖动机开导叶其定子绕组上感应出的低频电压经启动母线施加于被拖机组。
在被拖机组上产生启动转矩，使被拖机随拖动机组同步旋转，随着拖动机导叶逐渐开大。
两台机的转速和机端电压逐渐上升到额定值，当转速大时投入同期装置将被拖机并入电网，然后拖动机自动停机备用。
这就是背靠背启动的大致流程。
1.2背靠背启动控制流程分析背靠背启动的主要步骤如下：建立一次设备的连接。
拖动机组拉开中性点刀闸，合上拖动闸，合上机组出口开关；被拖动机组将换相刀闸合向抽水方向，合上被拖动刀闸。
投入拖动机组和被拖动机组的励磁。
建立电气轴并维持恒定励磁电流。
根据设定开度打开拖动机组导叶。
当导叶达到一定开度能够克服水轮机启动的阻力矩时，拖动机组开始缓慢启动。
由于两机组间预先通入励磁电流，拖动机组必然会产生感应电动势，使定子上产生的低频电流通过启动母线流向被拖动机组定子。
被拖动机组在励磁作用下产生拖动转矩，当拖动转矩大于启动阻力矩时，被拖动机组开始转动。
浅谈黑麋峰机组背靠背BTB调试经验和体会
黑沙线 一� 级电 压 接 入湖 南 电 网 50 0 沙坪变 图 � � � 另预留 1 回 5 0 0 备用出线
电 站 输 电距 离 16. 4 2
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2
技术参数
水 泵水 轮机 参数
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主要 承 担 湖 南 及 华 中 电 网 的
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备选用全封闭 组 合电器 G I 分地上 G I 地下 G� I 两部 � � � � � 0 0 分 两 者 之 间 采 用 50 0 线 50 0 干式高压电缆连接 以一回出
启动过程中电气轴的连接
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和� 静 止五 种运 � � 行 工况 � 其中 又有 � � 多 达 11 � 种相 互 间的 工 况 速 465 / 安装 高程 15 . 0 0 吸 出高 度 -50 旋 转方 转 换 过程 可 逆式 机 � 组发 电工 况 启动 与常 规 � 水 电机 组 一 向 水 轮机 工况 为俯 视逆 时针 水 泵工 况为 俯视 顺时 针
抽水蓄能机组背靠背启动过程中机组励磁配合
大型抽蓄电站SFC启动原理分析及仿真研究
大型抽蓄电站SFC启动原理分析及仿真研究摘要：静止变频器（SFC）是大型抽水蓄能电站的关键电气设备，变频启动是抽水蓄能电站的关键技术之一。
SFC带动可逆式机组作为同步电动机运行启动平稳、迅速可靠不存在失步问题，具有优异的调速性能且成功率高、维护量小、自诊断能力强。
本文主要针对交直交结构的SFC控制系统进行了研究，主要包括转速电流双闭环控制、逆变器晶闸管换流控制及转子位置和转速的检测三个部分，并使用软件对整个控制系统进行了仿真，结果证明了所设计的控制策略的有效性，为静止变频器的研究及工程应用提供了重要参考。
关键词：抽水蓄能；静止变频器；双闭环控制；转子初始位置检测Research on static frequency converter start-up principle analysis and simulation control system for large pumped storage power stationXXXX(XXX Co., Ltd, XXX 4300XX, XXX Province, China)Abstract：Static frequency converter (SFC) is the key electrical equipment of large pumped storage power station, and frequency conversion start-up is one of the key technologies of pumped storage power station. SFC drives the reversible unit as a synchronous motorto start smoothly, quickly and reliably without out-of-step problems.It has excellent speed regulation performance, high success rate,small maintenance and strong self-diagnosis ability. This paper mainly studies the SFC control system of AC-DC-AC structure, which mainly includes three parts: speed and current double closed-loop control, inverter thyristor commutation control and rotor position and speeddetection. The whole control system is simulated by software platform. The results prove the effectiveness of the designed control strategy, which provides an important reference for the research and engineering application of static frequency converter.Keywords：pumped storage; static frequency converter; dual-closed-loop control; initial position detection of rotor1 引言抽水蓄能机组启停灵活、反应迅速、调节性能强，具有调峰填谷、调频调相、紧急事故备用和黑启动等多种功能，在增强电网稳定性和提高电网的经济性方面发挥着重要作用。
某抽水蓄能电站首次背靠背拖动试验介绍
Equipment&unit总第332期（设备与机组:某抽水蓄能电站首次背靠背拖动试验介绍刘攀（中国葛洲坝集团机电建设有限公司成都611130）摘要：本文介绍了背靠背拖动试验时励磁系统、调速器、保护系统的参数设定思路，并对某抽水蓄能电站首次背靠背拖动试验时产生的现象进行了阐述与分析，对励磁系统、调速器、保护系统的参数进行了优化，经优化后的参数成功将被拖动机组拖至额定转速并网，提高了本电站背靠背拖动方式的开机成功率及可靠性和稳定性.关键词：抽水蓄能背靠背拖动BTB调速器励磁中图分类号：TM312文献标识码：B文章编号：1002-3607（2020）02-0027-03机组抽水调相启动问题在抽水蓄能电站机组的日常运行中占据非常重要的地位。
目前最常用的抽水调相启动方式是以静止变频器启动为主，背靠背拖动为辅。
背靠背拖动作为静止变频器的一种辅助备用方式，仍然是不可或缺的。
在电网或变频系统出现故障时，采用背靠背拖动可保证机组的正常运行，能提高蓄能电站机组运行的可靠性和稳定性。
背靠背拖动就是拖动机组（以发电机方式运行）与被拖动机组（以电动机方式运行）同步起动的一种启动方式。
通常，抽水蓄能电站需经过多次背靠背拖动试验后才会成功将被拖动机组拖至同步并网。
1背靠背拖动试验主要系统参数设定思路1.1励磁电流的设定背靠背拖动过程可以分为两个阶段：从拖动机的导叶开启到被拖动机达到同步为止的拖动同步阶段；被拖动机组与拖动机组达到同步后直到被拖动机组同期并网的同步加速阶段。
背靠背拖动的拖动同步阶段，励磁电流的作用在于保持拖动机和被拖动机的同步，励磁电流过小会导致转子磁场过弱，影响两机的同步。
理论和工程实践都表明，背靠背方式拖动过程中，如果两台机组参数相同（两台机组参数不相同的情况比较少见），励磁电流宜设定为接近额定空载励磁电流。
各电站励磁电流取值不尽相同，最佳的励磁电流应通过试验确定，大致为0.45~0.65倍额定负载励磁电流。
基于MATLAB语言的抽水蓄能电站机组变频启动仿真建模研究_小论文
基于MATLAB语言的抽水蓄能电站机组变频启动仿真建模研究学生：付威指导老师：朱建国(三峡大学电气与新能源学院)【摘要】用于抽水蓄能机组启动的静止变频器，整流逆变桥通常采用普通晶闸管。
本文建立了抽水蓄能机组的同步电机以及静止变频器的数学模型。
建模过程中对变频器逆变侧晶闸管的换流重叠角进行了简化处理，提出以定逆变侧控制角连续调节整流侧控制角实现调压调频的控制方案。
采用MATLAB软件用数值方法对启动过程进行了数字仿真，仿真得出抽水蓄能机组静止变频启动系统各物理量的变化规律，特别是电流、电压波形及频率变化曲线，并对电流、电压波形进行了频谱分析。
为进一步开发、研究抽水蓄能机组的相关保护提供了依据。
关键词抽水蓄能机组静止变频器变频启动数字仿真Abstract:Pumped storage unit for the launch of the static inverter, rectifier thyristor inverter bridge is usually the ordinary. In this paper, a pumped-storage unit of the synchronous motor and the static inverter model. Modeling on the side thyristor converter inverter commutation overlap angle is simplified, proposed to be inverter side of the rectifier control angle continuously adjustable control horn to achieve voltage and variable frequency control scheme. Using MATLAB software, start the process by numerical techniques for digital simulation, simulation shows, static frequency converter pumped storage units of various physical changes of the system, especially the current and voltage waveforms and frequency curves, and current and voltage waveforms spectrum analysis. For the further development of pumped storage units provided the basis for the relevant protection.Keywords: pumped storage unit；static frequency converter；frequency starting；digital simulation；前言1.课题背景:中国水电发展状况,水电利用率我国水资源居世界首位。
“背靠背”启动在抽水蓄能机组的应用
河 北张 河湾 抽水 蓄能 发 电 有 限 责任 公 司 （ 称 简
“ 张河湾 电厂” 位 于 河北 省 井 陉 县 境 内。 电站 总 装 ）
机容 量 １０ ０Ｍｗ ， 装 ４台 ２ ０Ｍｗ 的单 级 混 流 ０ 安 ５ 可逆 式 机组 ， 以一 回 ５ ０ ｋ 线 路 接 入 河 北 省 南 部 ０ Ｖ
重要。
电网 ， 计年 发 电 量 １ ． ５亿 ｋ ， 抽 水 用 电量 设 ６７ ｗｈ 年
２ ． ４亿 ｋ 。电站 由上水 库 、 ２０ Ｗｈ 下水 库 和地 下 厂房 组成 。上 水库 布置 在 山顶 ， 经开挖 填 围而成 ， 常 蓄 正
频 器故 障 ， 电站 维护 人员无 法 处理 ， 背靠 背 启 动方 而
式 尚未 进行 调试 ， 成 机 组无 法抽 水 和 抽 水 调 相 运 造 行 的故 障 。背靠 背启 动作 为备 用启 动方 式在 保证 机 组 运行 和 电 网 安 全 方 面 的作 用 此 时 就 显 得 尤 为
中图分类号 ：Ｍ６１ Ｔ ２ 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ １ ９ ９ （０ １Ｓ 一０ ０ 一 ３ １ ０ — ８ ８ ２ １ ） Ｏ ０ １ Ｏ
运行 的 １台常规 发 电机 或蓄 能机组 （ 动机 ） 拖 来启 动 其 它 蓄能 机组 （ 被拖 动机 ） 。张河湾 电 厂安装 了 一套
Ｈｅ ｅ ｈ ｎ ｈ ｗａ ｔ ｒ ｇ ｗｅ ．Ｌｔ ． ｉ ｃｕ ｉｇ， ｈ ｂ ｉＺ ａ ｇ ｅ ｎ Ｓ ｏ ａ ｅ Ｐｏ ｒ Ｃｏ ｄ ，ｎ ｌｄｎ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍｓ ｔ ｏ ｅ ａ ｐ ａ ｎ ｒ ｌ ｙ ｐ ｏ ｅ ｔ ｎ ｄ ｓｇ ｐ ｏ ｌｍｓ ｒ ｂ ｅ ｈ ｓ ｐ ｅ ｒ ｉ ｅａ ｒ ｔ ｃ ｉ ｅ ｉ ｎ， ｒ ｂ ｅ ｏ ｕ ｄ ｒｔ ｉ ｏ ｅ ａ ｉｎ ｍｏ ｅａ ｄ ｔ ｅ ｔ ｎ ｆｔ ｅ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍｓ． ｎ ｅ ｈ ｓ ｐ ｒ ｔｏ ｄ ｎ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｈ ｓ ｒ ｂ ｅ ｏ Ｋ ｙ ｗｏ ｄ ｐ ｍｐ ｄ ｓｏ ａ ｅ ｕ ｉ； ａ ｋ ｔ － ａ ｋ ｓ ａ ｔ ｇ ｒ ｌｙ ｅ ｒ ｓ： ｕ ｅ ｔ ｒ ｇ ｎ ｔ ｂ ｃ －ｏ ｂ ｃ ｔ ｒ ｉ ； ｅａ ｎ
抽水蓄能机组背靠背启动过程中机组励磁配合
抽水蓄能机组背靠背启动过程中机组励磁配合王干军;赵兵【摘要】在背靠背启动过程中,机组的励磁配合是需要解决的一个关键问题.该文根据同步电机的状态方程,建立了抽水蓄能机组背靠背启动的数学模型.基于上述模型,对包括正常启动和启动过程中电动机突然灭磁和制动等工况下抽水蓄能机组的背靠背启动过程进行仿真研究.基于分析背靠背启动的仿真结果,发现背靠背启动中两机励磁系统配合存在的问题,并提出相应的解决方案.通过在LCU与保护回路之间增加逻辑控制的硬接线回路保证两机同时灭磁,解决了两机灭磁次序问题.%In the process of back-to-back starts, the excitation systems coordination between two units is a key issue. Using the state equations of synchronous motor, a mathematical model of back-to-back starting was established in this paper. Based on above research, back-to-back starting process for pumped storage units under different conditions were simulated, which includes the normal starting and starting processes with motor de-excitation and braking and so on. With the research of simulations, the problems of excitation systems coordination between two units were recognized, and an appropriate solution for this problem is proposed. By adding a hard-wire circuit between LCU and the tripping circuit and each of these circuits is added with an additional relay, two excitation systems can be removed simultaneously.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2013(025)002【总页数】5页(P143-147)【关键词】抽水蓄能电站;数学模型;背靠背启动;励磁配合【作者】王干军;赵兵【作者单位】广东电网公司电力科学研究院,广州510080【正文语种】中文【中图分类】TM732随着我国电网容量的不断增大，调峰填谷、提高水火电站利用率等问题越来越重要。
天堂抽水蓄能电厂机组背靠背起动分析
２ ０ ｍｂ ｒ６ ０１ Ｎｕ ｅ
水
电 与
新
能
源
总第 ９ ２期
Ｔｏａ ．９ ｔｌＮＯ ２
ＨＹＤＲＯＰ ＯＷ ＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
文章 编 号 ：６ １ ３ ４ ２ １ ） ６— ０ ４— ３ １ ７ —３ ５ （ ０ ０ ０ ０ ５ ０
关键词 ： 天堂抽水蓄能电厂； 背靠背起动； 控制流程； 起动故障； 改进措施 中图分类 号 ：Ｍ３ ２ Ｔ １ 支献标志码 ： Ｂ
Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｃ ｏ ｂ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｔｏ ａ ｔ ｎｇ Ｐｕｍ ｐ ｄ Ｓｔ ｒ ｇ ｗｅ ａ ｔ ａ ｙ ｉ ｆｂａ ｋ ｔ ａ ｋ ｓ ａ ｔｆ ｒ ｕ ｉ ｆＴｉ ｎ ａ ｅ ｏ ａ ｅ Ｐｏ ｒ Ｐｌ ｎ
ＬＩ Ｓ ｅ ｇ Ｕ ｈ ｎ
（ｃｏｌ ｌ ｔｃｏ ｎｉ ｅｉｇ Ｗｕａ ｎｖｒ ｔ， ｈｎ４ ０ ７ ， ｈｎ ） Ｓｈｏ Ｅｅ ｒ ｆ ｇ ｅｒ ， ｈｎＵ ｉ ｓｙ Ｗｕ ａ ３０ ２ Ｃ ｉａ ｃｉ Ｅ ｎ ｎ ｅｉ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｄ ｓ ｒｂ ｄ ａ ｂ ｃ ｏ ｂ ｃ ｔｒ ｏ ｔｏ ｒ ｃ ｓ ｆｕ ｉ ｉ ａ ｔｎ ｕ ｐ ｄ Ｓ ｏ ａ ｅＰｏ ｒＰｌｎ ，ａ ｉ ａ ｅ ｅ ｃｉ ｅ ａ ｋ ｔ ａ ｋ ｓａｔｃ ｎ ｒ ｌｐ ｏ ｅ ｓｏ ｎｔ ｎ Ｔｉｎ ａ ｇ Ｐ ｍ ｅ ｔ ｒｇ ｗｅ ａ ｔ ｎ—
天 堂 抽 水 蓄 能 电厂 机 组 背 靠 背 起 动 分 析
刘 胜
（ 汉 大 学 电气 工 程 学 院 ， 北 武 汉 武 湖 ４ ０７ ） ３０ ２
摘要 ： 详细介绍了天堂抽水蓄能电厂机组背靠背起动控制流程， 并对起动过程中出现的问题进行了分析， 提出有针对性
52抽水蓄能机组抽水工况的启动2背靠背23
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背靠背启动
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背靠背启动过程中机组参数的变化（泰山）
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背靠背启动
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附录
十三陵电站的启动接线
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背靠背启动
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十三陵电站启动的特点
• 1）换相和同期在高压侧实现。 • 2）SFC启动和背靠背启动在低压侧实现。 • 3）抽水启动时，需由起励变提供励磁电源，
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背靠背启动
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低压侧背靠背启动
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背靠背启动
2
高压侧背靠背启动
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背靠背启动
3
电动机转速随电源（发电机）频率由零上升而加速
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背靠背启动
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1 概述
我国的抽水蓄能机组“背靠背”启动多采用低压“背 靠背”方式。为了减少启动过程中的阻力转矩， 大
都采用转轮室充气压水的方式。启动过程中拖动电 机输出功率取决于要求的启动时间。启动时间越短， 则输出功率越大。如果要求的启动时间与SFC启动相 同，则“背靠背”启动的功率仅为被拖动机组额定 功率的6%～10%左右。
蓄能机组抽水工况的启动（1）
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连接的另一台机组，使之与事故机组同时
停机、灭磁。在确认两台机组都已灭磁后， 拖动机组的LCU发令跳开GCB。
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背靠背启动
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“背靠背”启动的跳闸闭锁
机组GCB跳闸回路中引入拖动机组转速信号， 当转速低于设定值时，断开GCB的跳闸回路， 避免低频跳断路器。
ABB公司GCB跳闸回路的转速信号闭锁设定为 50%额定转速。AC POWER公司的闭锁设定 为96%额定转速。
（3）拖动机组转速达到40%额定转速时，调速器开 始按照预设的升速曲线自动调整开度。升速曲线 斜率为1.388(r/min)/s。
黑麋峰抽水蓄能电厂背靠背启动过程分析
第39卷增刊2水电姑机电技术Vol.39No.S2182016 年 12 月Mechanical & Electrical Technique of Hydropower StationDec.2016黑麋峰抽水蓄能电厂背靠背启动过程分析任鑫，刘平，吴志峰,何忠华(湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司，湖南长沙410213)摘要：目前大型可逆式抽水蓄能机组在水泵工况启动时，可以采用静止变频器(SFC )启动和背靠背(BTB )启动2种方式。
正常情况下机组采用SFC 启动方式，在SFC 故障或者检修维护时采用BTB 启动方式，本文着重介绍了黑麋峰 抽水蓄能电厂机组背靠背启动过程中监控、调速器、励磁控制流程,并对调试中出现的问题进行了综合分析。
关键词:黑麋峰抽水蓄能电厂；背靠背启动；控制流程；励磁；调速器中图分类号:TV 743文献标识码:BD 0I ： 10.13599/j .cnki .11-5130.2016.S 2.0061引言黑麋峰抽水蓄能有限公司位于湖南省长沙市望 城县桥驿镇杨桥村，紧邻湖南电网负荷中心长、株、 潭地区。
电站距长沙市区公路里程25 km ,距离湘 潭、株洲不足60 km ,地理位置优越，是湖南省建设 贿麵水勸嫩占。
电站安装4台量300 M W可逆式机组，总装机容量1 200 MW ,以1回500 kV 出线黑沙线接人湖南电网500 kV 沙坪变电站，线路 输电距离约16.4 km 。
设计年发电量16.06亿kW .h ， 年抽水耗用低谷电量21.41亿kW *h ,年发电利用小 时数1 338 h ,年抽水利用小时数1 732 h 。
黑麋峰公司 为日调节纯抽水蓄能电站，主要担负湖南及华中电网调峰播、调频、调相及事故备用割壬务。
可逆式抽水蓄能机组水泵启动主要有两种方 式,一种是SFC 启动，一种是背靠背启动，其中背靠 背启动涉及拖动机和被拖机的监控流程配合、励磁 配合、调速器配合、一次及辅助系统配合。
背靠背变换器的仿真研究
毕业设计（论文）题目背靠背变换器的仿真研究专业电气工程及其自动化背靠背变换器的仿真研究摘要背靠背电压源型变换器在轻型直流输电系统，变速恒频风力发电系统轻型直流输电系统以及电动机变频调速中有着越来越重要的作用。
PWM 整流-PWM逆变形式的背靠背VSC不仅具有良好的输出性能，更具有良好的输入性能，可获得任意功率因数的正弦输入电流，且具有能量双向流动的良好能力。
介绍了背靠背电压源型变流器在dq同步旋转坐标系下的动态数学模型、背靠背电压源型变流器与两端交流系统互联时的功率交换控制原理。
设计了基于直接电流控制的双闭环控制器，实现了有功功率和无功功率的解耦控制，基于系统传递函数，采用极点配置的PI参数设计方法，使控制器的期望性能指标与PI参数之间建立了直接的量化关系。
最后，利用PSCAD软件搭建了背靠背VSC变换器控制仿真模型，最终通过对背靠背VSC与两端交流系统的功率交换进行控制仿真，验证了所设计控制器的有效性。
关键词：背靠背电压源型变换器、dq轴解耦控制、直接电流控制AbstractBack-to-back voltage source converter is becoming more and more important in new fields such as VSCF wind power generator system and HVDC light. back-to-back VSC in the form of PWM rectifier-PWM inverter not only has good output performance, but also has good input performance,and it can obtain sinusoidal input current with any power factor as well as a bidirectional energy flow.The dynamic mathematical model for back-to-back VSC under dq synchronous reference frame is represented as well as the power exchange control principle between converters and two side ac systems.t A dual closed loop controller based on direct current control strategy is designed for active power and reactive power exchange between the converter and two side ac systems, active power control and reactive power control are decoupled. According to the system transfer function, the direct quantitative relationship is established between the desired performance targets and PI parameters based on pole-assignment for PI parameter′s design metho d.Finally, power exchange control simulation model for back-to-back VSC based on PSCAD is set up, Power exchange control between back-to-back VSC and two side ac systems is simulated, the validity of the proposed controller is demonstrated by the simulation results. Keywords: back-to-back voltage source converter, dq axisdecoupled control, direct current control目录第1章绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 背靠背VSC的研究现状 (1)1.2.1 背靠背VSC的应用情况 (1)1.2.2 VSC控制策略的研究现状 (5)第2章背靠背VSC的数学模型 (6)2.1 背靠背VSC的工作原理 (6)2.2 背靠背VSC的数学模型 (10)第3章背靠背VSC的控制器设计 (11)3.1背靠背V S C的上层控制策略 (11)3.2背靠背V S C的控制器设计 (12)3.2.1背靠背V S C内环电流控制器设计 (12)3.2.2背靠背V S C直流电压控制器设计 (15)3.2.3 背靠背VSC2侧控制器设计 (18)3.3 本章小结 (20)第4章背靠背VSC仿真运行结果 (22)4.1 背靠背VSC 系统功率控制仿真建模 (22)4.1.1 锁相环 (22)4.1.2d q变换模块 (23)4.1.3 调制波发生模块 (23)4.1.4 上层控制模块 (24)4.1.4P W M发生模块 (25)4.2 背靠背VSC 系统功率控制仿真结果 (28)4.2.1 直流电压控制仿真结果 (28)4.2.2 VSC1侧无功功率控制仿真结果 (28)4.2.3 VSC2侧有功功率控制仿真结果 (30)4.2.4 VSC2侧无功功率控制仿真结果 (31)结论 (33)致谢 (22)参考文献 (32)附录 (42)第1章绪论1.1 选题的背景及意义目前，以全控型器件和PWM 技术为特征的背靠背电压源型变流器（VoltageSource Converter, VSC），由于具有能够实现能量的双向流动、有功功率和无功功率可独立控制、产生的谐波含量小、直流电压可控等诸多优点，在节能与新能源备受重视的当今社会，已成为变速恒频风力发电系统、轻型直流输电系统及电动机变频调速技术的核心，从而得到了广泛的关注[1~5]。
抽水蓄能电站背靠背工况启动调试技术探讨
运行与维护2019.13 电力系统装备丨115Operation And Maintenance2019年第13期2019 No.13电力系统装备Electric Power System Equipment 通过上述的分析可知，改进后的控制回路通过增加了时间继电器及其他元件实现了在温度条件达不到要求而又不恶劣（15~30℃）时两个加热器自动切换工作；在温度条件恶劣（低于15℃）时两个加热器同时工作。
这既保证了汇控柜内能始终处于额定的工作温度条件下，也很好地解决了目前加热器工作时间严重失衡存在的加热效果不佳和局部高温风险。
从而达到改善加热器工作条件，延长其寿命，降低故障率，提高了加热效果和加热器的循环使用效率。
3 220 kV 变电站HGIS 汇控柜温湿度控制系统的改造实施根据上文所提出的改进措施，制定出实施对策，实施步骤为：（1）准备装置备品，包括循环延时时间继电器、指示灯、空气开关、暂停、复位开关、中间继电器等。
（2）搭建模拟回路（如图4所示）。
（3）模拟回路性能测试。
模拟测试中，指示灯模拟现场中的加热器；空气开关模拟温湿度控制器。
最终测试结果显示：当闭合一个空气开关时，两个指示灯回路循环导通，指示灯循环亮；当两个空气开关同时闭合时，两个指示灯回路都导通，两个指示灯同时亮。
（4）站内工作实际应用改造。
通过此方法对加热器控制回路的改进，延长了加热器使用寿命，进而减少了加热器的更换次数，节省了更换费用。
同时也节约了人力资源，减少了设备损耗。
此外，在提高加热器使用效率后还很好地保证了柜内的温度保持恒定，减少了设备因为温度过高而误动或者拒动。
图4 模拟回路4 结语该方法提高了加热器的使用效率，对电网的健康、安全稳定运行意义重大。
以确保不发生继电保护原因引起的稳定事故和电网扩大事故，不发生因运行、维护、管理不到位造成的继电保护责任事故和“三误”事故，确保继电保护装置安全可靠运行，夯实电网安全工作基础。
深圳抽水蓄能电站机组背靠背拖动监控流程设计
深圳抽水蓄能电站机组背靠背拖动监控流程设计操俊磊1，姜海军1，李 青2，陈 龙1，胡海峰1[1. 南瑞集团（国网电力科学研究院）有限公司，江苏省南京市 211106；2. 深圳蓄能发电有限公司，广东省深圳市 518116]摘 要：背靠背拖动是抽水蓄能电站机组泵工况的一种后备启动方式，其过程涉及两台机组，流程较为复杂。
本文简述了深圳抽水蓄能电站概况及其机组运行方式，详细介绍了计算机监控系统关于机组背靠背拖动的顺控流程设计，可以为我国大型抽水蓄能电站背靠背启动工况提供有益借鉴。
关键词：背靠背拖动；抽水蓄能；监控系统；顺控流程中图分类号：TV736 文献标识码：A 学科代码：470.4057 DOI：10.3969/j.issn.2096-093X.2019.02.0130 引言深圳抽水蓄能电站（以下简称深蓄电站）处于广东的电力负荷中心，是西电东送的落点和粤港电网的连接点。
电站总装机容量为1200MW，安装4台30万kW 抽水蓄能机组，建成后年发电量达到20亿kWh。
电站枢纽建筑物主要由上水库、下水库、输水系统、地下厂房和地面开关站等组成。
电站建成后将成为南方电网的“蓄电池”“应急电源”，承担电网调峰、填谷、调频、调相和事故备用等任务，将进一步增强南方电网调峰调频能力，显著提高电网安全稳定水平和供电可靠性。
电站监控系统采用了南瑞集团水电公司研发的SJ-3000计算机监控系统，上位机为NC2000（V3.0）监控软件，下位机为SJ-600现地控制单元，按无人值班（少人值守）设计，为电站安全稳定高效运行提供了保障。
1 机组运行方式深蓄电站机组运行方式较为复杂，工况包括：停机、空转、空载、发电、发电调相、抽水、抽水调相等7种稳定工况，同时具备黑启动和线路充电功能。
机组运行的工况转换主要有：a停机→停机热备；b停机热备→空转；c空转→空载；d空载→发电； e发电→发电调相；f发电调相→发电；g发电→空载；h空载→空转；i空转→停机；j发电调相→停机； k停机热备→抽水调相（SFC拖动）；l停机热备→抽水调相（BTB拖动）；m停机→旋转（BTB作为拖动机）；n抽水调相→抽水；o抽水→抽水调相；p抽水→停机；q抽水调相→停机；r抽水→发电；s停机热备→黑启动。
基于矢量控制的可变速抽水蓄能机组仿真研究
基于矢量控制的可变速抽水蓄能机组仿真研究YANG Xinqiao;HUANG Song;ZHANG Hailong;FENG Yupeng【摘要】为实现对300 MW可变速抽水蓄能机组的功率控制,文中提出一种针对双馈感应电机用背靠背模块并联变流器的矢量控制策略.首先提出基于双馈感应电机的可变速抽水蓄能机组主回路拓扑;之后为了配合混流式水轮机在抽水与发电工况转换时电机轴反转的需求,使用改良的基于矢量控制的双重控制策略,实现双馈感应电机在不同工况下的有功功率与无功功率解耦控制;最后,使用MATLAB/Simulink仿真验证算法性能,实验结果表明,提出的控制算法可以实现双馈感应电机的快速功率控制.控制结构与算法在工程上具有良好的应用前景.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2018(031)012【总页数】5页(P25-29)【关键词】抽水蓄能;双馈感应电机;矢量控制;模块并联;背靠背变流器;MATLAB/Simulink【作者】YANG Xinqiao;HUANG Song;ZHANG Hailong;FENG Yupeng【作者单位】;;;【正文语种】中文【中图分类】TN86当前，风电与光伏等清洁能源带来经济与环境收益的同时，自身周期性与不稳定性的特点所带来的负面问题愈发显现，对电网造成了波动与冲击。
并且由于电网潮流不均与消纳能力不足，导致了弃光弃风的现象[1]。
抽水蓄能作为优良的调节电源，其削峰填谷能力是不稳定并网电源较好的配合手段。
传统抽水蓄能机组使用同步发电机，由于转速固定导致水轮机磨损严重，功率调节慢且效率不高。
新型抽水蓄能机组使用双馈感应电机(Doubly-Feed Inductor Generator，DFIG)，有转差范围内的调速能力，机组效率提高，水轮机磨损降低，且功率调节迅速，在我国抽水蓄能建设中逐渐受到关注。
本文由主回路设计为基础，提出一种改进的可变速抽水蓄能机组矢量控制策略，实现不同工况与转速范围内的有功与无功功率控制。
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由于同步电动机的 Π Κ ! Π Κ 与 ΠΕ ! 而 ΠΚ ΠΚ ⁄ !ΠΚ ± ! Πι 及 Πι 有关∀ ⁄ !ΠΚ ± ! ΠΕ 分 别已由式
相轴线的相对位置
发电机电流方程 发电机电流通过式
Γ Κ ± Γ Κ
及下式可求得 由发电机状态方程
两边求导得
Δ τ
其中 Κ ⁄! Κ ± ! Κ ! Κ !Ε 求得∀
1 ι
在计算步长足够小的条件下 当对发电 机状态方程进行数值积分时 可设电动机的
Δ 不变 同理 对电动机状态方程进行数值
发电机与电动机的电流转换方程
#
#
Αβστραχτ ∏ 2 2 2 2 ∏ ∏ Κεψω ορδ σ ∏ 2 ∏ 2 2 ∏ ∏ ∏ ∏ ∏
抽水蓄能电站
×
背靠背启动
数学模型
数字仿真
2 2 ∏ ∏2 ∏ √ ∏ ∏ ∏ ∏ ∏ 2 × 2
2∏ ∏ ¬
∏
随着电网容量愈来愈大 调峰填谷! 提高 水火电站利用率! 减少系统能耗! 提高供电质 量和安全可靠度问题都愈趋重要 修建大容 量抽水蓄能电站是解决这些问题的有效措 施∀此外 大容量抽水蓄能电站还可以在系统 中担负调频! 调相! 负荷调整! 旋转备用 提高 电网运行的灵活性和可靠性∀ 抽水蓄能电站的同步电机在电动机运行 方式时 要解决同步电动机的启动问题∀启动 主要有变频器启动! 小电动机启动和背靠背 启动等∀各种启动方式各有其优缺点 但当电 网发生故障时 变频器与小电动机启动方式 已不可能 这时必须采用背靠背启动 因为它 与电网无关∀当然 这种启动方式需要一套用 于启动电动机的发电机设备∀
即为
式
∀ 1
中 Υ !式
中 Υ 见式
发电机转子运动方程式∀ 同理 电动机的转子运动方程式为
ΠΞ ΠΔ Τ ΞΞ Κι Μ ι Κ ⁄ Μ Κι Μ ι Κ ± Μ ι ι Μ ι Ε Τ∞ ÙΗ
发电机与电动机转子运动方程式 发电机与电动机之间存在耦合关系 即
Δ Δ Δ
式中 Τ ∞
式中
Δ) ) 发电机与电动机转子间的
同步发电机电压与磁链状态方程 以下公式中的角标 由式
ΠΚ ⁄
表示发电机∀
得
Ξ ρ⁄ι⁄ Γ ι⁄ Ξ ρ⁄ Γ ι± Ξ ρ±
式中 Γ Λ ⁄ Ù Λƒ 将式 代入式 再代入式 计及饱和的影响得
Λ ⁄ιƒ Γ 1Γ 1 Γ Γ Σ Γ Γ Γ Γ Κ Γ 2Κ ⁄ Γ Γ Γ 2Ε
并
式中 Γ 由式 得
相对位置角
Δ ) ) 电动机的转子相对于 其 # #
Τ ) ) 电动机的机械摩擦转短
年第
期
河 北 电 力 技 术
第
卷
将式
代入式
式
!
即为
启动成功 图
由于水轮机导叶开度太小
电动机转子运动方程式∀ 计算实例 在发电机与电动机容量比为 Β 其他 参数不变的条件下 使两机励磁电流比由 减小到 Β 1 时 或水轮机导叶开度由 1 减小到 1 时 经计算两机背靠背起动 过程的曲线如图 ! ! 所示∀ 其中图 和图
年第
期
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卷
由文献 1 压与磁链方程
Υ Υ⁄ Υ Υ± Κ Κ ƒ Κ ⁄ Κ Κ ± Ε Λ ι Λ ⁄ι Λ ⁄ι Λι Λ Λ
± ⁄
2可得以下同步电机的电 ΞΚ ρ⁄ι⁄ ΞΚ ρ± ι± Λ ⁄ιƒ Λ ƒ ιƒ Λ ⁄ιƒ Λ ι
± ±
ΠΚ ⁄
Γ 1 Γ Γ Γ Γ Γ ! Λ
Β
而导致启动失败∀ 结论 通过仿真计算结果表明 本文所建立的 背靠背启动的数学模型! 数值解的初始值选 择! 计算步骤等都是正确的∀本文提出的背靠 背启动的仿真软件可供实际工程使用∀
注 发电机容量 Β 电动机容量 图
Β
水轮机导叶开度
水轮机导叶开启速度
1
初始相位角 Δ
发电机与电动机励磁电流比为 Β
时 背靠背启动过程曲线
± ±
Λ Λ± Ξ 1ρ Γ Κ ⁄ ρΓ Ε Ξ 1ρ Γ Κ ± ! ≈ Λ Γ
⁄
λ
由式
ΠΚ ΠΚ
得
ι
ρΓ Κ Υ 2
Λ ± ι±
Ù Λƒ Κ ƒ
Ξ Κ 2ρ Γ Κ
以上式子中 下标 ! 分别表示定子 ! 轴 ⁄! ± 分别表示 ⁄ 轴! ± 轴的阻尼绕组∀
1
由式
Ε
! Ù Λƒ ι ι⁄
得
ι⁄ ι Λ ⁄ιƒ
ΠΚ ± Ξ ρ± ι±
式中 Γ 由式 !
ι⁄ Λ ⁄λ ƒι Γ ι Γ
式
Ε ΠΕ
中 Σ ) ) 发电机的饱和系数
Ε ƒ⁄ Τ Λ ⁄ιƒ
和
Λƒ Κ ⁄ ΔΡ Κ ⁄
得
同步发电机的电压状态方程为
Ε Γ Λƒ Ù ΔΡ Λƒ λ ⁄ Λ ⁄λ ƒ
将式
ΠΕ Ε ƒ ⁄ Γ 1Γ Σ Γ Γ
代入式
Γ Τ Γ Τ ! Γ Γ !
将式
代入式
及式
得
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Μ
Μ ι 2Ù Τ
定子 置角
相轴线的相对位
中 Μ !Μ !Μ !Μ !Μ ! Δ Ρ 与 Γ ! Γ ! Γ ! Γ ! Γ ! Δ Ρ 有相同的形 式 只不过它们是属于电动机的常数而已∀ 式
1 ι
∗
Δ ) ) 发电机的转子相对于其定
子 角 将式
Δ τ Δ τ
ι Κ Κ ι ∂ ι
Δ
式中 Κ
Ù ∂ ! ι ι Δ Δ
# Κ
积分时 可设发电机的 Δ 不变 则式 为 对于发电机 对于电动机
Δ τ Δ τ Δ τ
变
∂ Ù∂
ι ! ι 由式
决定
由式
ι ι 1
得
Κ ι Κ ι Δ Δ
Δ τ 经解耦处理后 由发电机) 电动机的
电动机电压方程
个状态方程的联立求解问题 变成了分别求 发电机的 个状态方程与电动机的 个状态 方程 这样 使得计算大为简化∀当然 这样处 理会引起一定的误差 但只要步长足够小 该 误差几乎可以略而不计∀ 至此 发电机的转子运动方程式为
注 发电机容量 Β 电动机容量 图
Β
水轮机导叶开度
水轮机导叶开启速度
1
初始相位角 Δ
发电机与电动机励磁电流比为 Β 1 时 背靠背启动过程曲线
#
#
年第
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第
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以无线电电力负荷监控系统为骨架 探讨我国的用户信息系统
河北省电力公司 在电力市场的运作环境下 需要两个实 时信息系统 以支持 ° 电力库 的运作 1 2 或交易 如实时电价的计算 电能计量数据 采集 实时电价 或峰谷电价 ! 可中断电价等 电网信息同用户的交流 电力买! 卖交易等∀ 这两个实时信息系统对于保证电网安全性! 可靠性和电力平衡 如电力负荷监控 同样是 必不可少的∀根据部颁5电力行业计算机管理 信息系统技术规范6第 1 1 款 它们一个是
± ±
Γ ! Γ
Κ ⁄ ! Κ ±
Γ Γ Κ ⁄
Ε 2
ρι ρι
ΠΚ Ù Ξ ΠΚ Ξ ⁄Ù ΠΚ Ù Ξ ΠΚ Ξ ±Ù Λ ⁄ι⁄ Λ ⁄ι⁄ Λ ⁄ι⁄
同理 由式
ΠΚ ± 1Γ Γ Γ Λ
得ห้องสมุดไป่ตู้
Κ 2Ù Λ± Γ Λ
±
式中
Γ ΔΡ Λ
±
Ù ΔΡ ! ! !
Λ± Ù ΔΡ λ Λ± ! ΞΚ Υ 2 Λ ⁄ιƒ Λ
! !
由发电机电流决定 即式 动机的电压方程如下
Υ Υ 1 Υ Υ ρι ρι Κ Ξ Κ Ξ Κ Υ
决定 Πι ! Πι ! ∀于是 电
ΠΚ Ù Ξ ΠΚ Ù Ξ Υ
Δ
式中 Τ ∞
电动机与发电机的电压转换方程 设电动机直接接发电机 由式
Υ Υ Κ Κ
得
Υ Υ Δ Υ Δ Δ Δ2Υ
将式
!
代入式
式
!
# # 1
背靠背启动是指由水轮机带动同步发电 机启动发电 在这个过程中 发电机发出的电 能直接供给同步电动机启动 当同步电动机 与发电机能够同步稳定加速时 则启动成功 否则 启动失败∀ 背靠背启动成功与否所涉及的因素甚 多 本文详细推导出了背靠背启动过程的数 学模型 在数学模型中考虑了发电机和电动 机两机的容量比! 励磁电流比! 初始相位角和 水轮机导叶开度及导叶开启速度对背靠背启 动的影响 并在此基础上编制了背靠背启动 过程的通用计算机数字仿真软件∀ 数学模型 同步电机电压与磁链方程
0 这样
的新规则 电力作为商品 在所谓/ °
注 发电机容量 Β 电动机容量 位角 Δ 图
Β
发电机励磁电流 Β 电动机励磁电流
Β
水轮机导叶开启速度
初始相
水轮机导叶开度减小到 1 时 背靠背启动过程曲线
参
# ≥ Β # ∂ # ∗ ≥
考
∏ ≥
文
献
≥ ∏ ∞ °
高景德 张麟征 1 电机过渡过程的基本理论及分析方法 1 科学出版社 贺益康 1 交流电机的计算机仿真 1 科学出版社 收搞日期
# 石家庄
徐任武
⁄
/ 生产过程实时监控系统0 即 ≥≤
系统
另一个是用户信息系统 其实时性较前者为 次 缩写为
≤ ∀ 用户信息系统已在美国 °≤ 成功运行 它以
密西西比等电力公司
提供灵活的用电时间 实时电价和可间断电 价为基础 从而改进了用户服务∀ 英国的电力工业已进行了改组 改组后 的电力市场结构如图 所示1 2∀ 依据改组后