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基于双馈调速的可变速抽水蓄能半实物仿真平台（YXRT-DFASPSU） 1、抽水蓄能电站 跟着可再生能源在电网中渗透率提高，电力系统靠得住经济运行要求的提高，电力市场生意业务开放的推进，储能系统在电力系统中感化越来越重要。今朝在电网储能布局中，只管电池储能在不停成长，但占据绝对比例的依然是抽水蓄能电站，这个比例高达96%。抽水蓄能相对于化学电池储能、空气压缩储能、超导储能等方式在当下依然具有容量大、维护用度低、宁静高效等诸多长处。抽水蓄能电站如图1、图2所示，由两个彼此毗连且位于差别高度的水库构成。

管道将上部和下部水库毗连。在充电历程中，电念头将电能转换成机械能。

通过将水从下部水库通过管道输送到上部水库，将它们转化为势能。在低电时，存储在上部水库中的水可以通过涡轮机返回到下部水库，由此从势能发生机械能，而且在发电机的帮忙下再次发生电能。

储存的能量与水的总质量和上下两蓄水池之间的高度差的乘积成比例。抽水蓄能电站在电网负荷低谷将多余的电能转化为水的势能储存起来，在负荷岑岭时将水的势能转化为电能，将电能在时间上从头分派，有效调治电力系统出产、供给、使用之间的动态均衡。图1 抽水蓄能电站示意图 图2 浙江安吉天荒坪抽水蓄能电站 2、基于双馈调速的可变速抽水蓄能机组（Doubly Fed Adjustable-speed Pumped Storage Unit,DFASPSU） 展开全文 传统抽水蓄能机组接纳同步电机系统，以恒定转速运行，水轮机的输出功率由调速器节制,调治自由度相对受限，效率影响较大，难以应对一些当下新能源高渗透率动态响应问题。

变速抽水蓄能机组接纳双馈感到电机（Doubly-fed Induction Machine, DFIM），通过改变转子侧交流励磁系统输出电流的频率实现转速的持续调治，可以机动的调治有功功率，无功功率，可以提高动态响应，可以满意差别工况下对转速的要求，可适合水头多变的电站，尤其是抽水蓄能电站，能大大提高机组的运行效率。同时，双馈变速抽水蓄能机组（Doubly Fed Adjustable-speed Pumped Storage Unit,DFASPSU）可以通过定子绕组短接的方式实现自启动，无需再借助静止变频器（Static Frequency Converter, SFC）等其他辅助设备，且其为非全功率变流器，自身容量仅仅需要占到整个机组容量的30%阁下，在功耗与变流器成本方面都有优势。

因此无论是思量电网不变运行的需求，还是为缓解能源和情况危机，还是电站自己的运营成本，成长双馈变速抽水蓄能均具有重要的现实意义。图3 双馈可变速抽水系统布局示意 3、基于双馈调速的可变速抽水蓄能机组半实物仿真平台（YXRT-DFASPSU） 3.1 项目配景 南京研旭电气科技有限公司很侥幸受西安布尔科技有限公司与西安理工水利水电学院国度重点尝试室邀请一起承接西安理工国度重点尝试室的基于双馈调速的可变速抽水蓄能机组半实物仿真平台（YXRT-DFASPSU）的建设。

西安布尔在水电项目实施与维护方面有着富厚的经验，西安理工水利水电学院国度重点尝试室团队实力雄厚，在水利水电方面研究团队有着多年的研究积聚与传承，有着很是完善与先进的软硬件设施，南京研旭则有多年富厚的风、光、储、微电网半实物仿真平台的建设经验，这是一次强强结合。图4 西安理工水利水电学院2014年国度科技进步二等奖 图5 西安理工水利书店学院尝试电站系统图 图6 水电站下水槽 图7 水电站下水管道 图8 水电站引水管道 图9 水轮机组实物 图10 尝试室一角 图11 室外光伏系统 3.2 项目概况 双馈调速的可变速抽水蓄能机组半实物仿真平台的系统主要布局如图12所示，个中主要由以RTDS HIL硬件在环平台来仿真水轮机模型，其输出相关转矩-转速节制特性节制双馈电机，以模拟水轮机组特性，为了更迫近真是水轮机组大惯性的特点，系统中插手了惯性轮，为了进一步模拟研究水轮机组模型，以及研究水轮机组中动态特性节制，在台架系统中插手了直流电机，也就是在本次系统中可逆水轮机部门有两种选择 1、RTDS+双馈+惯性轮 2、RTDS+直流电机+惯性轮。发电机/电念头系统则接纳双馈系统，变流柜1主要实现水轮机部门节制，变流柜2主要实现发电机/电念头部门节制。

两个变流柜都设置了快速原型节制器接口，可与YXDSPACE系列快速原型节制器无缝对接，可以比力利便的修改变流柜内节制算法，系统中设置了转矩传感器与光电编码器等丈量装置。图12 双馈调速的可变速抽水蓄能机组半实物仿真平台的系统主要布局 台架设计如图13所示，实物系统如图14所示： 图13 台架设计图 图14 台架实物图 变流柜与RTDS仿真机现场照如图15所示： 图15 变流柜与RTDS仿真机 变流柜中当地监控如图16： 图16 变流柜当地监控 为了与DFASPSU效果相对照，系统中也设置了全功率变流器，西安理工该尝试室今朝具备了，实际同步电机调速节制系统、全功率变流器节制系统、DFASPSU系统，实物系统，半实物仿真系统，等互相之间参照与对比的条件。

全功率变流器组与水电站综控系统如图17： 图17 全功率变流器与水电站综控 图18 水电站综控系统 图19 系统培训现场 4、总结 基于双馈调速的可变速抽水蓄能机组半实物仿真平台可实现水轮机组与发电机之间双向可逆运行，可以很好的模拟真实的抽水蓄能系统中水轮机组模型与真实的双馈变流节制系统，也可以模拟双馈风力发电系统。西安理工水利水电学院该尝试室进一步具备了水电站调速节制系统、DFASPSU系统、全功率变流系统运行与节制的具体研究与互相对照，同时也具备了新能源光伏、风力发电与抽水蓄能系统互补节制的研究基础。南京研旭与西安布尔进一步积聚了相关平台建设经验。

期待西安理工、西安布尔、南京研旭可以或许在相关范畴做出更好成就。读者欲相识该项目进一步进展与详情可以存眷以上三个团队，也可以与他们举行交流。返回，检察更多。

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