抽水蓄能机组微机调速器的研制

　　1　引言

　　近年来,随着国民经济建设的迅速发展,电力系统的容量不断增加,负荷波动急剧增大,负荷峰谷差的绝对值和相对值也大,而大容量的火电机组及核电机组只能带基荷或少量腰荷。因此,须有相当大容量的中小型火电机组、燃气、油机来承担峰荷及大部分腰荷。

　　这就使一些机组利用率低,效率差,维修费用增大,很不经济。所以,电网中需要有调节能力很强的设备,在系统电力有剩余时将能量储存起来,而当系统电力不足时再把能量释放出来。抽水蓄能技术正是为了满足这一需要而发展起来的,其优点是抽水蓄能机组在负荷低谷时作水泵-电动机运行,而在负荷高峰时则作水轮机-发电机运行,削峰填谷,从而提高了日负荷率,使大机组及核电机组都能稳定地运行在高效率区,设备利用率增高,明显地改善了系统的能源结构,增强了系统的调峰能力,促进系统的安全稳定运行。

　　目前,我国的电力系统已感到建设抽水蓄能电站的迫切性,各大电网都在积极地进行抽水蓄能电站的设计或建造,现已有广州抽水蓄能电站、北京十三陵抽水蓄能电站等高水头大容量电站投入运行。可以说,我国抽水蓄能技术正在进入蓬勃发展的时期。但由于起步较晚,所以在电站建设和设备生产方面尚缺乏经验,所有机组的控制设备几乎都依靠进口,从长远来说,不能永远依靠进口,必须自己拥有抽水蓄能机组的设计、生产能力。东方电机股份有限公司与华中理工大学电力系合作研制我国第一台抽水蓄能机组调速器,正是基于这一目的,该装置将用于安徽响洪甸抽水蓄能电站,既要保证抽水蓄能机组的正常运行,又要确保机组和电站的安全。

　　2　抽水蓄能机组运行与控制特点

　　抽水蓄能机组与常规水轮发电机组相比,主要区别是稳定运行工况多,它不仅有常规机组静止、发电和发电调相三种稳定工况,还有水泵工况下的两种稳定工况:抽水和抽水调相,其工况转换按其任意组合有种,除去一些没有实际意义和不允许进行的工况转换外,常用的也有12~14种,工况转换复杂,而且工况转换操作频繁。对于参与日调节的机组,每天至少要起停一次,有时需要起停多次,并且对于各种工况571998.№6大电机技术的转换时间也有严格的要求。所以要求调速器一方面能够根据外部的众多开关量和模拟量对当前所处工况作出准确判断,并发出正确控制命令;另一方面,要求调速器具有高可靠性,以保证机组长期稳定运行。

　　3　系统硬件设计思想

　　3.1　系统硬件的选择

　　基于抽水蓄能机组的工作特点和控制要求,系统硬件选择了适用于工业控制现场的研华IPC(工业控制PC机)及其系列模板。其主要特点如下: