7月6日,國家能源領域首臺(套)重大技術裝備之一的肇慶浪江300兆瓦變速抽水蓄能機組交流勵磁系統在江蘇常州通過工廠試驗并正式下線。這標志著我國自主研制的首臺大型變速抽蓄機組正式擁有了“超強新肺”,工程應用將由研發制造進入現場安裝新階段,加快助力新型電力系統構建。
新下線的交流勵磁系統是肇慶300兆瓦國產變速抽蓄機組整個生產流程的最后攻關任務,由南網儲能公司與南瑞繼保歷時三年聯合攻關研制而成。該系統的容量達到常規定速抽蓄機組的10倍以上,可完全滿足變速抽蓄機組運行的控制精度和輸出能力,成功打破國外長期技術壟斷。
抽水蓄能機組主要由發電電動機和水泵水輪機組成,利用山上山下兩個水庫,進行水能和電能相互轉換。在用電低谷時,用富裕的電能把水抽到山上;在用電高峰時,再放水發電。其中,機組勵磁系統根據負荷調節需要維持電壓的穩定,相當于人維持正常呼吸的“肺部”。
相對于傳統定速抽蓄機組,變速抽蓄機組可通過改變約7%的轉速,實現近50%范圍的抽水、發電功率調節,更高效、穩定地把波動性、間歇性強的新能源存儲起來、靈活調用,需要這個“肺部”同步具有超強的穩定調節功能。定速抽蓄機組由于轉速固定,勵磁系統采用同樣“靜態固定”的直流勵磁技術即可保障機組穩定運行。而變速抽蓄機組轉速變化,勵磁系統必須采用實現同步“動態變化”的交流勵磁技術。
不同于成熟的直流勵磁系統,研制全新的交流勵磁系統意味著要從零開始攻克系統輸出電壓電流、調節頻率、器件結構等方面的一系列技術難題。“針對系統技術原理的不同,我們采用了全新的‘器件串聯+支路并聯’技術路線,光是輸出電流和電壓,就分別達到了定速抽蓄機組的3倍和10倍。”南網儲能公司生產技術部副總經理雷興春介紹。
要實現與復雜的運行工況精準匹配,肇慶浪江300兆瓦變速抽蓄機組交流勵磁系統需滿足電壓達到6.6千伏、電流達到6.1千安、長期輸出頻率范圍控制在系統頻率的±10%以內、短時連續輸出頻率范圍覆蓋0至110%的系統頻率等一系列嚴苛的參數要求。經過工頻帶載、低頻對推、回路充放電等全套工廠試驗,新系統各項性能指標合格達標。
據了解,我國先后將300兆瓦級、400兆瓦級國產變速抽蓄機組成套設備納入能源領域首臺(套)重大技術裝備清單,強化能源綠色轉型的技術與裝備保障。“當前,我們正以肇慶浪江、惠州中洞兩個在建抽蓄工程為依托,‘兩步并作一步’地加緊推進不同容量等級的國產變速機組工程應用。兩個首臺(套)機組預計分別于2026年、2027年投產發電。”南網儲能公司基建部總經理余建生表示。
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