針對變速抽水蓄能機組的啟動與制動問題,研究了將電機定子短接,利用交流勵磁系統(tǒng)啟動與制動機組的策略。建立了定子繞組短接,電機按照定子磁場定向的數(shù)學模型,推導了定子磁通觀測器,分析了電機啟動和制動過程中轉(zhuǎn)矩電流的電壓極限、電流極限和轉(zhuǎn)矩極限,提出了機組的啟動和制動策略。搭建了RTDS試驗平臺,對1臺300 MW變速抽蓄機組的啟動和制動策略進行了試驗研究,結(jié)果表明該方案具有良好的啟動和制動性能。

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【部分圖文】：

圖1300MW變速抽水蓄能系統(tǒng)

300MW變速抽水蓄能系統(tǒng)如圖1所示，主要包括主變壓器、定子斷路器K2、換相開關(guān)、定子短接開關(guān)K3、發(fā)電電動機、水泵水輪機、機組控制保護系統(tǒng)、調(diào)速器、勵磁斷路器K1和交流勵磁系統(tǒng)。交流勵磁系統(tǒng)主要包括勵磁變壓器、軟啟斷路器K4和K6、并網(wǎng)斷路器K5和K7、網(wǎng)側(cè)、直流Choppe....

圖2定子磁鏈觀測器

根據(jù)式（3）、式（7）～式（9）可得定子磁通觀測器如圖2所示。2定子磁場定向矢量控制的極限

圖3變速電機定子短接等效電路

變速機組定子短接，定子側(cè)參數(shù)折算到轉(zhuǎn)子后的等效電路如圖3所示。忽略鐵損和勵磁電流，定子電流為

圖4交流勵磁系統(tǒng)啟動與制動機組的控制策略

轉(zhuǎn)矩電流指令按照電壓極限、電流極限和轉(zhuǎn)矩極限進行限幅處理，限幅值取三者的最小值；勵磁電流指令按照機側(cè)的最大電流進行限幅。由于電機轉(zhuǎn)動慣量大，為了防止電機轉(zhuǎn)速在目標值附近波動，轉(zhuǎn)速環(huán)采用P調(diào)節(jié)器。

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