抽水蓄能电机设计开题报告

哈尔滨理工大学
学士学位论文开题报告
学院电气与电子工程学院
专业电气工程及其自动化
指导教师
本科生
毕业设计开始时间
开题报告日期
论文题目抽水蓄能发电电动机的电磁设计、优化和仿真
说明
一、开题报告应包括下列主要内容：
1、课题来源及研究的目的和意义；
2、国内外在该方向的研究现状及分析；
3、主要研究内容；
4、研究方案及进度安排，预期达到的目标；
5、预计研究过程中可能遇到的困难和问题以及解决的措施；
6、主要参考文献（应在15篇以上，其中外文资料不少于3片，参考文献中近五年
内发表的文献一般不少于三分之一，且必须有近二年内发表的文献资料）。

二、开题报告字数应在4000字左右。

三、开题报告时间最迟应于第八学期开学一个月内完成。

四、此表不够填写时，可另加附页。

一、课题来源及研究的目的和意义
课题来源：
抽水蓄能发电电动机是抽水蓄能电站用的一种三相凸极同步电机，在电力系统中可用于调节系统负荷。

当系统中电力有多余时，抽水蓄能电机作为电动机运行，带动水泵把下游的水抽入到上水库，将电能转换成水的势能储存起来。

当系统出现高峰负荷时，则水库开闸放水，由水轮机带动抽水蓄能电机作发电机运行，把水库中水的势能转化成机械能再转化成电能供给电网。

随着电力系统容量的不断增大和火力发电厂与核电站的增加，抽水蓄能电站日益增多，其容量也越来越大。

抽水蓄能电站机组的单机容量较大，常采用同步起动方式或用专门的起动电动机起动的方法。

随着电力电子技术的发展，在大型抽水蓄能电站机组的同步起动方式中，开始广泛采用晶闸管变频器代替同步发电机。

通常把晶闸管变频器和同步电机有机地结合，组成无换向器电动机进行起动。

这种变频器结构简单，对晶闸管元件的快速性要求不高。

研究的目的和意义：
抽水蓄能电站作为一种特殊的电源，由于具有工况转换多、运行方式灵活、反应速度快等优点，近年来在国内得到了相当规模的发展。

作为抽水蓄能机组的核心装备，发电电动机的设计制造已经成为电机制造业的重要问题。

由于频繁地在静止、发电、抽水和调相四种运行状态之间切换并且能够快速地增减负荷，发电电动机必须具备优良的动态性能与多工况运行的能力。

作为蓄能电站核心设备的抽水蓄能机组，无论设计条件还是结构形式都比常规水轮发电机组复杂得多，而我国对抽水蓄能机组技术的开发起步较晚，关键部件和技术大多依赖进口或国外的技术支持[1]。

随着我国大型核电站和风力发电站的集中投入和迅猛发展，电力系统负荷的峰谷差日益增加。

为保证系统安全稳定运行，我国正在大力建设抽水蓄能电站[2]。

预计到2025 年抽水蓄能电站总装机容量达到约1 亿千瓦，占全国电力总装机的4%左右[3]。

虽然起步较晚，但是在大力建设抽水蓄能电站的大背景下，通过引进、消化吸收和再创新，我国已具备自主设计、制造抽水蓄能机组成套设备的能力[4-5]，并向设计制造单机容量更大、转速更高的抽水蓄能机组的目标发起挑战。

因此，开展抽水蓄能发电电动机研究有着十分重要的意义。

二、国内外在该方向的研究现状及分析
世界上一些国家已经采用抽水蓄能发电电动机对电网负荷的峰谷值进行调节，取得良好的经济效益和社会效益。

上世纪八十年代初，全世界已经投入运行的蓄能电站约有250 座，总装机容量约4500 万千瓦，占当时世界已经投入运行水电站总装机容量的10%以上[6]。

目前抽水蓄能电站的总装机容量超过8000 万千瓦，单机容量最大已超过38 万千瓦。

美国占世界第。