专利名称：一种抽水蓄能电站静止变频启动功率因数最优控制方法
技术领域：
本发明涉及一种抽水蓄能电站静止变频启动功率因数最优控制方法，属于抽水蓄能电站静止变频启动技术。
背景技术：
目前，抽水蓄能电站兼有抽水和发电等多种工况，作为最大的电力储能系统，可使电网中各种类型的机组，如火电、水电、核电机组等，都可在较好的工况下平稳运行，可尽量延长上述机组的运行时间和减少启动次数，节约能耗，对保证电网运行安全具有巨大的作用，且在技术和经济上都是可行、有效的。目前抽水蓄能电站都将静止变频启动作为首选的抽水工况的机组启动方式。静止变频器为“交-直-交”电流源型，整流桥将交流电整流成直流电，逆变桥再将直流电逆变为频率可调的交流电，中间的平波电抗器用于整流桥输出后的平波和去耦，使变频器主回路的直流电流波形平直、脉动小，具有电流源特性。基本工作原理为控制系统根据电机转速和位置信号，控制晶间管静止变频装置对同步电机进行变频调速，从而产生从零到额定频率值的变频电源，同步地将机组拖动起来。在抽水蓄能电站自动控制系统及成套设备中， 静止变频器作为其中的关键技术设备，对于保证大型抽水蓄能机组的快速可靠启动和抽水蓄能电站的稳定运行具有重要意义。但是，我国大型抽水蓄能电站控制系统设备一般采用与主机捆绑招标的方式从国外引进，国内的研究单位和设备厂商较少。近年来，随着抽水蓄能控制设备国产化的不断发展，静止变频器也有一定的技术突破，但在抽水蓄能电站静止启动变频器功率因数控制方面，国内尚无文献对此进行深入研究。在抽水启动过程中，机组启动控制策略影响着变频器的功率因数，传统的抽水蓄能静止变频器机组启动采用调整整流桥控制角的方法进行机组速度控制，逆变桥一般采用定角度控制方法。该方法使得变频器系统的功率因数较低，启动加速慢，进入同期时间相对较长。变频器功率因数较低，一般在0.5-0. 7左右。本发明研究基于变频器功率因数最优的控制策略及实现方法，利用分段控制，实现不同频率范围时的调速控制，并在抽水蓄能静止启动变频器中提出了调整换相超前角的方法实现机组转速控制，有效提高静止变频器的功率因数，减小机组转矩脉动，提高机组启动加速时间。
发明内容
针对现有静止变频器功率因数较低的问题，本发明提出一种抽水蓄能电站静止变频启动功率因数最优控制方法，实现抽水蓄能机组的变频器启动，并有效提高静止变频器的功率因数，改善机组启动速度特性。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种抽水蓄能电站静止变频启动功率因数最优控制方法，其特征在于，包括以下步骤1)系统初始化，设置控制器寄存器，初始化参数设置；2)控制策略转换点频率计算。根据公式(1)，其中水泵水轮机极对数恒定，假设励磁电流、换相重叠角在机组启动过程中变化范围较小忽略其调速特性，忽略直流回路总电阻、凸极电磁转矩及变频器系统损耗，则确定抽水蓄能电站静止变频器对机组转速的控制参数为
α、r。
权利要求
1. 一种抽水蓄能电站静止变频启动功率因数最优控制方法，其特征在于，包括以下步骤1)系统初始化设置控制器寄存器，初始化参数设置；2)控制策略转换点频率计算根据公式(1)，其中水泵水轮机极对数恒定，假设励磁电流、换相重叠角在机组启动过程中变化范围较小忽略其调速特性，忽略直流回路总电阻、凸极电磁转矩及变频器系统损耗，则确定抽水蓄能电站静止变频器对机组转速的控制参数为 a、Y
全文摘要
一种抽水蓄能电站静止变频启动功率因数最优控制方法，包括以下步骤1)系统初始化，设置控制器寄存器，初始化参数设置；2)控制策略转换点频率计算。本发明公开的技术方案具有以下明显优点1、显著提高变频器的功率因数，通过本发明提出的控制策略，可显著提高功率因数，功率因素最大可达到1(裕度系数取1时)；2、通过计算控制方式切换点的方法，实现采用不同阶段分别控制的办法，在频率达到之前，γ值取较小，以便得到较大的电磁转矩，减小转矩脉动，静止启动快速性和稳定性提高。在频率达到之后，通过控制γ实现机组调速，整流侧采用α0进行开环控制，此后以最大功率因数运行，使机组快速达到同期条件，缩短启动周期。
文档编号H02P6/08GK102324883SQ20111028613
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月24日 优先权日2011年9月24日
发明者俞斌, 吕宏水, 吴福保, 姬联涛, 曹远志, 李官军, 杨波, 桑丙玉, 王德顺, 陈梅, 陶以彬 申请人:国网电力科学研究院