[发明专利]可变速抽水发电系统以及可变速抽水发电方法

说明书

一种可变速抽水发电系统以及可变速抽水发电方法，该发电系统具备过电压抑制装置，其与在双重馈电式可变速发电电动机的转子绕组与交流励磁装置之间的三相电路或者交流励磁装置内的直流链路电路连接，在上述电路中的任一电路产生过电压时，经由电阻使该电路短路，上述电动机的定子绕组与变压器的低压侧的电源连接，上述变压器的高压侧与电力系统连接，该发电系统具有：高压侧电路电压检测单元，对上述变压器的高压侧电路的电压进行检测；不带电阻的短路器，连接在上述转子绕组与上述交流励磁装置之间，能够将上述三相电路三相短路；及控制单元，将上述高压侧电路电压检测单元的输出电压小于预先确定的值作为条件，使上述短路器进行三相短路。

本申请以日本专利申请2017-060074(申请日：2017年3月24)以及日本专利申请2018-016518(申请日：2018年2月1日)为基础，享受该申请的优先权。本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及可变速抽水发电系统以及可变速抽水发电方法。

背景技术

在使用了双重馈电式交流电机的可变速抽水发电系统中，为了抑制电力系统故障时等产生的次级电路的过电压，保护发电电动机、转换器等主电路设备不受过电压影响，例如装备有过电压抑制装置，该过电压抑制装置使用基于IGBT那样的自激式元件与电阻的串联电路的装置(也被称作斩波器、限幅器等)、以及为了应对更大的故障电流产生时而基于晶闸管那样的大容量半导体元件的大电流短时间额定值的短路器。这些装置在发电电动机次级侧电路中检测过电压，使过电压抑制装置动作，由此抑制该电路的过电压，保护与该电路连接的设备不受过电压影响。

在该系统中，在由于最近端的电力系统故障的产生等而使用了上述短路器的过电压抑制装置动作的情况下，在动作后一定的条件成立的情况下，对逆变器的开关元件进行操作以便对过电压抑制装置的构成短路器的晶闸管施加次级励磁装置的逆变器的直流电压作为反向电压，由此实现如下功能：将在晶闸管流动的电流设为零而强制性地将该晶闸管设为断开，尽早解除过电压抑制装置的短路状态，再次开始次级励磁装置的运转，无需使可变速抽水发电系统停止而快速地使系统恢复。以下，将进行该功能的控制称作过电压抑制装置的复位控制。

为了满足近年来的可变速抽水发电系统的单机容量的大型化以及在配合点最近端处的系统故障时的与该系统的系统的配合运转持续的要求，需要实施比以往更迅速的复位控制而再次开始转换器的运转，因此，提出了以使流入次级电路的事故电流尽早衰减为目的而在晶闸管短路器串联连接以电流衰减为目的的电阻器的过电压抑制装置。

但是，在该情况下，根据带电阻的过电压抑制装置(包含设置于通过IGBT等自激式半导体元件与电阻的串联连接而构成的直流链路电路的斩波器、设置于发电电动机次级电路的带电阻器的三相晶闸管短路器或者在发电电动机次级电路的三相电路上经由整流器而串联连接IGBT等自激式半导体元件和电阻器由此来抑制三相电路的过电压的限幅器等)的动作，通过其电阻使次级电路的故障电流急速地衰减，但与此同时由于使在初级电路感应的交流电流量急速地衰减，因此当由于系统故障的产生时刻而初级侧故障电流的直流分量大时，存在断路器打开时直流分量比交流分量大的情况，有可能电流无法通过零点而系统侧的断路器、并联用的断路器产生直流断路而发生损伤。

发明内容

本发明要解决的课题在于提供一种确保系统故障时的可变速抽水发电系统的系统配合运转持续性，并且防止断路器的直流断路的、安全的可变速抽水发电系统以及可变速抽水发电方法。