[发明专利]一种变速抽水蓄能机组用交流励磁系统及机组自启动方法

权利要求书

1.一种变速抽水蓄能机组的自启动方法，其特征在于，短接电机定子，控制交流励磁系统接入电网，使机组逐步升速至额定转速；所述控制交流励磁系统接入电网，使机组逐步升速至额定转速包括：

交流励磁系统判断机组处于抽水工况下，接收机组控制系统启动命令；

启动交流励磁系统网侧，使直流电压上升至额定电压；

启动交流励磁系统机侧，对机组转子进行励磁，使机组升速；

当机组的转子磁通达到转子额定磁通，且机组转速大于设定速度时，控制减小转子磁通；

当转矩电流大于机组的转矩电流极限时，控制交流励磁系统按照转矩电流极限输出转矩电流，使机组升速至额定转速。

2.根据权利要求1所述的变速抽水蓄能机组的自启动方法，其特征在于，所述交流励磁系统网侧采用控制外环为直流电压环、控制内环为电流环的双闭环控制方法。

3.根据权利要求1所述的变速抽水蓄能机组的自启动方法，其特征在于，所述交流励磁系统机侧控制外环为转子转速环和转子磁通环、控制内环为电流环的双闭环控制方法。

4.根据权利要求1所述的变速抽水蓄能机组的自启动方法，其特征在于，所述启动交流励磁系统网侧，使直流电压上升至额定电压包括：

启动交流励磁系统网侧，经网侧软启电阻，给直流侧充电；

旁路网侧软启电阻，开启网侧脉冲，使直流电压上升至额定电压。

5.根据权利要求1所述的变速抽水蓄能机组的自启动方法，其特征在于，所述设定速度为s_maxω_{r_rate}，s_max为机组并网稳态运行时的最大转差率，ω_{r_rate}为机组转子的额定角速度。

6.根据权利要求1所述的变速抽水蓄能机组的自启动方法，其特征在于，当机组转速大于设定速度时，转子磁通环的磁通指令值为：

其中，ψ_r^*为转子磁通环的磁通指令值，s_max为机组并网稳态运行时的最大转差率，ω_{r_rate}为机组转子的额定角速度，ω₀为交流励磁系统输出电压的角速度，ψ_rate为转子额定磁通。

7.根据权利要求1所述的变速抽水蓄能机组的自启动方法，其特征在于，所述转矩电流极限为：

其中，ψ_r为转子磁通环幅值，L_r为转子电感，σ＝1-L_m²/L_sL_r为漏感系数，L_m为互感，L_s为定子电感。

8.根据权利要求3所述的变速抽水蓄能机组的自启动方法，其特征在于，转子磁通环中的转子磁通通过磁通观测器得到。

9.一种变速抽水蓄能机组用交流励磁系统，其特征在于，包括励磁变压器、网侧并网断路器、网侧软起断路器、LCL滤波器、网侧换流器、机侧换流器、交流Crowbar、直流Crowbar、控制保护系统和水冷系统，网侧换流器和机侧换流器共用一个直流母线，所述控制保护系统用于执行权利要求1～8中任一项所述的变速抽水蓄能机组的自启动方法。