可变速抽水蓄能机组对电力系统稳定性的作用

摘要

京极水电站(总装机容量600MW)三台200MW机组中的两台机组已经分别于2014年10月1日和2015年11月1日在北海道开始投入商业运行,北海道是日本北部的一个岛.400MW的总发电量约占北海道电网最大电量需求的8％.机组采用可变速抽水蓄能技术,可以在泵工况下调节有功功率.在水轮机工况下,可以在较宽的范围内快速调节功率,从而为日益增长的可再生能源的电网稳定性做出贡献.通过它们巨大的蓄能和发电备用容量,这将为整个电力系统提供一种经济的管理模式.本文介绍了京极可变速抽水蓄能系统,重点介绍了电网形势,每个设备的规格及其技术特点,系统的控制原理主要控制功能及现场试验结果.此外,本文还介绍了在发电机工况和旋转备用工况零功率输出的运行模式.京极电厂是世界上首次采用可变速抽水蓄能技术的电厂.可变速系统在抽水蓄能电站中的应用提高了抽水蓄能电站对电网的贡献,尤其是它的附属机构.这是由于既可以在水轮机模式,又可以在泵模式工况下进行功率连续调节,还可以通过它的惯性能量与调速器控制达到快速功率响应.世界上第一座可变速抽水蓄能电站运行至今已有25年[1],但该系统仍然是具有挑战性的,它作为实现可持续能源社会的一个实用的解决方案,预计将有更大的贡献.