首臺國產抽水蓄能新型“加速器”研制成功

2月11日，首臺國產抽水蓄能電壓源型靜止變頻器（SFC）在廣西南寧抽水蓄能電站3號機組一次性并網成功。這標志著我國新型抽水蓄能變頻器的自主研制取得成功，有力提高儲能產業鏈和供應鏈的安全性，促進新型電力系統構建。

抽水蓄能機組是新型電力系統的“調節器”，在電力系統負荷低谷時“用電抽水”，電力系統負荷高峰時“放水發電”，幫助不穩定、波動性的新能源穩定接入電網。當機組抽水時，需要借助靜止變頻器這一重要控制裝置，精準輸出可變化的電壓和頻率，逐步控制帶動重約500噸的電動機由靜止狀態到每分鐘超400轉的額定轉速。靜止變頻器在抽水啟動過程中發揮著“加速器”的關鍵作用，其性能直接關系機組能否順利并網。

“以前我國抽水蓄能靜止變頻器為電流源型，不僅會產生影響電力系統穩定的諧波，還存在產品依賴進口、裝置結構復雜等不足。”南網儲能公司項目研發負責人金垚表示。

隨著我國新能源加快發展，抽水蓄能機組在新型電力系統的調用日益頻繁，需要安全穩定性能更高的控制裝置來保證機組可靠運行。2024年起，南網儲能公司啟動了自主可控的“大型抽水蓄能新型靜止變頻器關鍵技術研究及工程應用”項目，由南網儲能公司檢修試驗公司、廣州時代啟智公司聯合中車株洲所研制新型技術裝備。

與傳統電流源型靜止變頻器原理不同，新型靜止變頻器采取電壓源型的全新技術路線，運用先進的控制策略和功率模組設計，顯著降低了輸出電流中的諧波成分，減少了對電網的穩定影響。“在南寧抽水蓄能電站3號機組并網的首臺靜止變頻器，主要技術指標優于預期，諧波總畸變率僅為0.9%，遠低于3%的設計要求。”南網儲能公司檢修試驗公司高級技術工程師閆文斌介紹。

據介紹，新型靜止變頻器采用全國產化的控制器平臺和功率半導體器件，不僅核心技術完全自主掌控，還實現設計結構的簡明優化。作為帶動抽水蓄能電機提速的“加速器”，新型靜止變頻器在加速關鍵功能上也實現了躍升。經實測，這臺電壓源型靜止變頻器控制電機由靜止狀態到額定轉速的加速性能較原有電流源型靜止變頻器提高了35%以上。

根據我國抽水蓄能中長期發展規劃，重點實施項目和儲備項目的總數超過580個，總規模超過7.2億千瓦，新型靜止變頻器產業規模化應用前景廣闊。“我們將加快新型靜止變頻器在更多抽蓄機組的試點應用，持續提高裝備性能水平，在壓儲、調相機、燃氣輪機等領域逐步拓展應用，推進科技創新和產業創新在更大范圍的深度融合。”金垚說。