ABB PCS 8000 AC Excitation(交流励磁)
抽水蓄能电站背景作用
抽水蓄能电站对电网起到关键支撑作用:
提供旋转备用容量;
用电低谷(负荷低)时,消耗电能把水抽到上水库;用电高峰时,放水发电,让基荷火电 / 核电机组维持在最高效率工况运行。
机组具备两种工作模式:
水泵模式(Pump mode / 电动机工况):耗电,将水由下库抽至上库;
发电模式(Generation mode / 发电机工况):泄水,将水能转化为电能送入电网。
传统同步电机抽水蓄能机组现存痛点
传统抽水蓄能使用同步电机作为发电‑电动机,恒定转速运行,仅能针对单一工况点做优化,带来明显短板:
水泵工况最优转速高于水轮机发电工况最优转速,定速无法兼顾两者的水力效率,综合效率偏低;
水位(水头)变化时,转速不能跟随水头做调节,无法维持水力最优工作点;
水泵模式下无法实现有功功率 / 频率调节。
技术解决方案:PCS 8000 交流励磁(双馈方案)
采用绕线转子感应电机(双馈电机)作为发电‑电动机,使用电力电子变流器控制转子滑差频率,从而实现机组转速可调。
水轮机发电、水泵抽水两种工况,均可在大范围水头变化下,工作于水力最优效率点;
水泵抽水模式也支持有功功率、电网频率调节能力;
转子侧只需要处理滑差对应的一小部分功率,变流器的额定功率、设备体积、设备投资可以显著缩小;
PCS 8000 经过半导体损耗优化,非常适配该类双馈励磁应用。
产品技术渊源与硬件平台
技术继承:PCS 8000 交流励磁是 PCS 6000 系列的演进升级产品,复用成熟电力电子模块标准化设计,带来成本、质量管控优势。
功率器件:基于三电平 IGCT(集成门极换流晶闸管)功率相模块,属于该功率等级先进半导体器件。
直流链路:采用中压直流母线(中间回路)。
冷却方式:水冷,闭环水冷系统;配置冗余循环泵,几乎免维护。
产品关键参数
项目 说明
应用场景 抽水蓄能机组的交流励磁(双馈励磁)
型号 PCS 8000 AC Excitation
安装形式 户内柜体安装,或者集装箱式成套
额定输出功率 按项目定制(project‑specific)
额定频率 50 Hz / 60 Hz
额定电压 按项目定制(project‑specific)
环境温度 ‑25 ℃ ~ +40 ℃
方案核心收益
水轮机发电 + 水泵抽水双工况均可运行在水力最优效率,提升电站综合能效;
转速可随实际水头变化自适应调节,进一步提升效率;
抽水工况具备有功功率 / 电网频率调节能力,增强电网调节灵活性;
继承 PCS6000 成熟平台,可靠性高;标准化功率模块有利于成本控制与质量保障。
