王 舒，常玉红,周 敏，唐 侃，袁 景

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0 引 言

近年来，随着大功率器件与现代控制技术的发展，采用双馈机组来实现大容量抽水蓄能机组连续可变速运行的技术得到飞速发展，并逐步投入商业应用中。自20世纪80年代开始，日本开始研究双馈电机交流励磁发电技术，在飞轮蓄能以及抽水蓄能电站的应用中取得成功。日立与关西电力公司合作，在1987年投运了世界上首台22 MW交流励磁变速发电电动机，并于1993年投运了400 MW级的可变速抽水蓄能电站[1]。东芝公司与东京电力公司合作研究，1990年投运了80 MW的变速发电机组，并且研制成功300 MW级的变速机组[2]。

双馈发电机之所以具有超越传统同步发电机良好的调节性能、运行的灵活性及可靠性，除了其电气结构与传统同步发电机相比，有多相转子对称交流励磁外，关键在于拥有一套能充分发挥该电机运行特点的交流励磁系统[3]。因此近年来针对双馈发电机交流励磁系统的研究倍受关注。双馈电机转子励磁系统主回路通常采用双PWM背靠背形式的电压型变换器。传统两电平变换器结构简单，在现有抽水蓄能双馈机组交流励磁系统中有着广泛的应用。但是其电平数偏低，高压大功率场合下存在串联均压难度大和开关损耗大等问题。

为了解决传统两电平变换器输出电流谐波大、单个模块耐压要求高、输出电压du/dt大等问题，对二电平、三电平、级联等不同拓扑结构进行比较，选择适合大型抽水蓄能变速机组交流励磁装置的最优拓扑方案。……