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“我国变速抽水蓄能机组工程设计、装置、调试、运行、维护等方面手艺将实现‘0’的突破。”8月7日晚
，刚加入完一场专业钻研会的杨梅激动地跟同事说。

4天后
，海内首台大型交流励磁变速抽水蓄能机组（以下简称变速机组）在国网新源丰宁抽水蓄能电站投产发电。

作为该电站的设计者
，变速机组项目认真人杨梅和她的同事们用了12年时间
，完成了国际手艺调研和剖析、工程应用课题研究、工程设计直至建设投产的全历程。她所供职的中国jxf吉祥坊集团北京勘探设计研究院有限公司（以下简称北京院）也因此成为现在海内唯逐一家具有交流励磁变速机组专题科研和工程应用设计业绩的设计院。

 “丰宁变速机组的乐成建设和运行
，为我国周全掌握变速机组工程选点妄想和设计、装备设计和制造、装置、调试、运行和维护等全工业链手艺涤讪了基础。”在抽水蓄能领域深耕29年的杨梅说
，这将使我国很快跨入有能力、有条件合理结构和建设完全自主化变速机组的阶段
，将有用助力新型电力系统建设
，加速实现“双碳”目的。

变速机组变在哪？

抽水蓄能电站是使用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库
，在电力负荷岑岭期再放水至下水库发电的水电站
，被誉为藏在深山的“超等充电宝”。

水泵水轮机-发电电念头组是抽水蓄能电站抽水和发电的焦点。相较量定速机组
，变速机组具有提供频率自动控制容量、实现有功功率的高速调理、水泵入力在变速规模内一连可调、更强的进相运行能力、提高机组运行的稳固性和运行效率等优点。

“丰宁变速机组的转速可在同步转速的-7%到+6.2%规模内转变
，由于水泵入力与转速的三次方成正比
，因此抽水功率在全扬程条件下实现220兆瓦到330兆瓦规模内一连调理。而定速机组抽水工况转速是牢靠的
，因此抽水功率不可由于转速而调理。”杨梅诠释说
，好比电网中保存240兆瓦的负荷缺口
，变速机组能够通过调理转子转速
，更精准地知足电网需求。

据先容
，相比定速机组
，变速机组在设惫亓差别主要体现在发电电念头转子及交流励磁装置。现场调试试验效果批注
，变速机组通过交流励磁装置瞬时调理机械转速来释放或储备转子的机械动能
，能够显著提高一次调频响应速率
，响应时间可以抵达0.2秒
，而定速机组一次调频响应时间一样平常为2秒。

变速机组具有水头、功率、导叶开度、转速四要素协联控制关系
，发电工况时能够通过瞬时调理转速使水轮机运行在高效率区。另外
，丰宁变速机组并网速率快
，发电工况机组从最先建压到GCB并网合闸完成时间小于2秒
，而定速机组一样平常大于50秒
；同时
，丰宁变速机组由于接纳了交流励磁装置自启动方法
，水泵工况机组启动速率快
，机组转速从0到GCB并网合闸
，仅需要85秒
，而定速机组则需要约240秒
；变速机组凭证交流励磁特征
，其电气制动投入时间早于定速机组
，且变速机组电气制动接纳回馈制动方法
，因此其电气制动速率更快
，即从GCB分闸到转速为0约为36秒
，而定速机组需要约300秒。

“天下最大”遇上“海内首台”

海内首台变速机组投产的丰宁抽水蓄能电站在此之前有多个“光环”
，创立抽水蓄能领域的四项天下第一：总装机容量天下第一
，电站储能能力天下第一
，单体地下厂房规模天下第一
，电站洞室群规模天下第一。

诸多“第一”的背后
，丰宁抽水蓄能电站设计团队实现了重大地质条件下巨型地下洞室变形控制手艺、抽水蓄能电站周调理特大库容上水库防渗设计、超大规模抽水蓄能电站“四多”电气主接线设计、厂用电系统控制
；な只椭腔墼宋杓啤⑷е悄苷彰飨低成杓啤⒌缯旧薷从刖肮凼泳跆嵘榷嘞盍⒁焐杓。

“变速机组在丰宁抽水蓄能电站的落地
，是为了更好地实现与天下第一个±500千伏张北柔性直流电网工程配套运行的目的。”杨梅诠释说
，该工程是一个能够运送大规模风能、太阳能、抽水蓄能等多种形态能源的康保-张北-丰宁-北京四端环形网络
，丰宁换流站作为张北柔性直流树模工程的一部分
，其作用是在丰宁抽水蓄能电站投产后
，将抽蓄电站调理作用纳入直流电网统一平衡
，以平抑新能源着力的波动
，使受端换流站下网电力可以一定水平上与负荷特征匹配。

12年来
，北京院在研究和落实丰宁抽水蓄能电站变速机组工程设计手艺的历程中
，攻克了变速机组系统构建、水力模子验收和过渡历程剖析、变速机组电动工况启动方法与主要装备选型研究、含非通例接线定子绕组的变速机组电磁设计研究、焦点部件转子铁心质料选择与疲劳设计研究、转子绕组绝缘系统选择与试验标准研究、协联控制计划优化设计研究、变速机组转子
；ぱ芯康榷嘞钍忠漳烟。

北京院作为手艺支持方
，还一连配合现场完成了无履历可循的变速机组装置、分部调试、整组调试和涉网试验等一系列事情。

手艺厘革背后的稳固

“2009年第一次接触到外洋的变速机组手艺
，那时定速机组还没有实现国产化
，现在已经周全实现国产化。”杨梅回忆说
，像定速机组手艺一样
，只有在一直研究、应用的历程中
，才华实现变速机组自主化全产链的升级。

当下
，我国抽水蓄能无论是装机规模和建设、运营治理能力
，照旧设计、施工、装备制造手艺水平
，均处于天下前线。

谈及抽水蓄能
，绕不开北京院。经由多年的研究和探索
，北京院已经形成了一整套解决抽水蓄能电站要害手艺问题的理论和要领
，掌握了沥青混凝土和钢筋混凝土全库盆防渗设计、超高水头大PD值压力钢管和内增强月牙肋钢岔管结构设计、重大地质条件下的大型洞室群开挖支护设计等一系列抽水蓄能电站建设要害手艺
，为我国抽水蓄能设计、施工、装备制造国产化和快速生长做出了历史孝顺。

现为北京院副总工的杨梅亲自履历了我国抽水蓄能领域走过的装备和手艺引进、消化吸收、自主化牢靠和提高的全历程。

“抽水蓄能手艺一直在升级、转变
，可是稳固的是北京院人效劳国家建设的初心。”杨梅说
，北京院作为海内最早从事抽水蓄能电站手艺研究并且一直引领行业生长的勘探设计单位
，有责任挑起变速机组研究的担子。

在推动海内首台交流励磁变速机组投产的同时
，杨梅和她的同事们
，已经最先研究全功率变速抽水蓄能机组
，并且已于2022年完成工程应用科研效果
，正期待着再一次的“花开”。