摘要：调相是抽水蓄能机组的重要稳定工况。随着大量新能源机组的投产运行，抽水蓄能机组在保障电网安全稳定运行的作用愈加明显。为了提升电网运行效率，切实发挥抽水蓄能机组调相的作用，文章以华东某抽水蓄能电站的具体情况为例，重点阐述抽水蓄能机组调相运行对各项设备的标准与要求。

关键词：抽水调相;机组;抽水蓄能

引言：抽水蓄能电站是现阶段规模较大且完善的储能技术，能够为电网提供调相、调频、旋转备用、削峰填谷、事故备用等服务辅助，属于电网内容量较大的储能设备。然而就当前我国诸多抽水蓄能电站的具体情况而言，机组调相运行更符合电网的多重变化，最大限度满足新型电力系统的安全和稳定。所以，探究抽水蓄能机组调相运行极其必要。

一、抽水蓄能机组调相运行简析

（一）发电调相启动过程和运行

发电调相启动由最初的停机稳态至发电调相态。第一，将抽水蓄能机组的辅助设备全部启动，机组达到停机热备状态，合上被拖动刀利用SFC进行拖动，此时机组换相闸刀合于发电方向，将迷宫环冷却水阀、压水阀打开，通过调相压水气罐向尾水管通入高压空气，将尾水管内的水排至转轮以下，让水泵水轮机转轮在气体内转动。在额定转速98%以上投入励磁，达到同期条件之后实现机组并网，此时导叶与球阀关闭，在压水时，需要确保蜗壳卸压阀处于打开状态，由此能够保障转轮在特定厚度在水环密封的气体内运行、转动。在发电调相运行时还可以转为发电运行。

（二）抽水调相启动过程和运行

抽水调相的启动与发电调相流程基本一致，主要区别在于所合换相闸刀不一致，抽水调相流程执行中合的是抽水方向的闸刀，完成充气压水流程后转轮同样在空气中转动，机组抽水调相运行一方面可调节进相深度来使母线电压控制合适区间;还可以作为旋转备用，用于消纳清洁能源，快速转抽水运行。在抽水调相运行时还可以转为抽水运行。

二、抽水蓄能机组调相运行对相关设备的标准

（一）启动设备标准

现阶段，大型抽水蓄能机组通常应用变频装置启动方式与轮转室充气压水方式，静止变频器启动机组调相功率时需清晰界定设备启动标准，例如，转轮如果在水中启动，水阻力矩比较大，混流可逆式转轮的转速较慢，在水中启动功率能够实现50%机组的额定出力;若是在空气中旋转启动转轮，其功率仅能达到2%左右，上限是8%，其主要部件有输入变压器、电压侧可控硅桥、输出变压器、直流电抗器、电机侧可控硅桥以及旁路开关[]。

输出变压器旨在隔离，SFC在运行过程中产生的电流以及谐波电压不会对调速器、励磁、发电机保护造成影响，能够保证此类设备正常运转;直流电抗器应用在整流输出后去耦、平波;电网侧可控硅桥把交流电流转变为交流;输入变压器在连接网桥与电网过程中发挥隔离的作用;电机侧可控硅桥是把直流电流逆转为交流;旁路开关在低频过程中，输出变压器在饱和的情况下无法运行，而旁路开关可以在低频高电流下运行。SFC把电动机置于准备同期转速过程中，将其分为高速与低速运行阶段。高速运行阶段不用转子位置的信号，控制系统主要结合频率基准值与力矩设定值，而后以电流、网桥侧电压、测量机桥把控网桥、机桥的触发脉冲，通过调节SFC输出启动电流，而后把机组拖至50Hz.

低速运行阶段是借助脉冲耦合的方式，在此期间，力矩方向与转子位置是两个重要因素，转子位置通常运用测频与转子极位来测量;力矩方向需通过闭环装置实现控制。

（二）压水气系统标准

机组抽水启动和调相运行需要转轮在空气内旋转启动，由此，能够缩减启动动力力矩与机组转动次数，例如，转轮在水内启动时，其启动功率在机组功率中的占比高达50%。以某蓄能电站为例，其机组转轮室中的尾水压力在调相压水过程中的压力值是0.7Mpa，为每台机组专门设计压水气罐，每一台机组配备两个8m³压水气罐，压水气罐压力定值为8Mpa，全厂共设立6台高压气机，通过一个平衡气罐将气机、调相压水气罐用气管连接起来，组成调相气系统. 平衡气罐用于平衡各气罐压力和对中压气机进行控制

（三）励磁系统标准

机组调相旨在调节电压，其电压调节方式是通过改变励磁电流调节机组调相.机组调相需要励磁提供的拖动设备输出定子交流磁场和电流形成的转子磁场，进而实现彼此作用.同时，还要达到启动励磁调节功能和调相运行.机组调相启动时，励磁系统一定要适应励磁处在SFC中，或者能够接受命令启动后让励磁调节器调节运行电流。如果机组调相启动符合条件，励磁也做好充足准备，在启动过程中励磁调节和启动设备彼此配合能够达到机组启动力矩的标准。

抽水蓄能机组调相运行，要求励磁系统需要达到机组调相运行的最大容量。除此之外，励磁系统调节功能发挥存在许多局限，如过励局限、低励局限、V/F局限等，确保抽水蓄能机组调相运行安全、稳定[]。

（四）阀门设置标准

抽水蓄能机组调相运行阀门启动牵扯到压水保持阀、蜗壳减压阀、主压水阀、迷宫环冷却水阀等回水排气阀。抽水蓄能机组调相刚启动时，其转轮受水阻力和转动速度较小;而如果转动速度提升，其转轮受水阻力则会增加。在计算过程中需要清晰界定机组转速在额定转速中的占比是10%，确保水压能够符合机组启动的标准。第一次压水需要较大的进气量，调相压水进气液压阀保持打开直至达到水位过低信号。水位信号由在水管尾部设置实际所需的水位浮子开关提供，若水位信号消失则延时进行补气直至压到水位过低信号到。

机组调相运行和启动对于转轮室在气体内的旋转标准是迷宫环若是不具备外来水冷却，其转动发热过于随机，会对调相机组的正常运转及不锈钢的属性造成严重影响，所以，迷宫环在应用过程中必须冷却。机组拖动前，需要将迷宫环冷却水阀直接打开。除此之外，转轮周边需要构成水环，将气室密封有效规避气体泄露。与此同时，若是水环厚度较大，一定程度上会增加转动阻水矩。为了充分满足标准形成适当厚度的水环，专门设置水环排水阀，以水环排水阀调节水环的厚度。而水环形成的源头是上迷宫冷却水排水与主轴密封部分主润滑水[]。

结语

综上所述，探究抽水蓄能机组调相运行极具现实价值和意义。在电网中，抽水蓄能机组调相的作用显著，还是机组转抽水过程中必不可少的环节，其设备启动、主轴密封、监控顺控逻辑、压水气系统和阀门、调速器、励磁等均有着规范、特定的标准。所以，在具体应用过程中需要持续研究抽水蓄能机组调相运行的各类情况，针对性制定实践策略，最大限度保障抽水蓄能机组调相运行的稳定及安全，推动电网能够实现稳定可持续发展。

参考文献：

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