衣传宝， 梁廷婷， 汪卫平， 陈 超， 何俊峰，付俊波

（1.国网新源控股有限公司，北京市 100761；2.华东琅琊山抽水蓄能有限责任公司，安徽省滁州市 239000；3.南京南瑞继保电气有限公司，江苏省南京市 211102）

0 引言

随着电网及社会经济的发展，地区电网峰谷差呈现逐年上升的趋势，调峰压力逐年增大。出于环保需求，小电源逐步退役，新能源发电不断增加，进一步增加了地区电网的调峰压力。传统的抽水蓄能机组在发电状态下可以比较灵活地调整出力，是电网日内调峰和调频的重要手段。但传统的抽水蓄能机组，在发电状态下的调节速度相对较慢，在抽水状态下负荷不能调节，这限制了抽水蓄能机组在电网应用的场景[1]。因此，开发多种调峰调频电源的能力对电网运行的安全性和稳定性尤为必要。

1935 年，德国工程师Tuxen 提出了双轴励磁思路，开启了交流励磁研究领域。20 世纪60 年代，交流励磁开始应用于抽水蓄能机组中，从而产生了可变速抽水蓄能机组，其在发电、抽水工况下均可在一定范围内调节功率，其优良的性能带动了相关领域的研究及试验。随着可逆混流式水轮机制造技术、大功率电力电子器件与现代控制技术的发展，转子采用三相交流励磁的可变速抽水蓄能机组技术得到飞速发展，并逐步投入了商业应用[2]。20 世纪90年代，日本开始应用可变速抽水蓄能发电系统，用于负荷及频率控制。近年来，随着大量风力发电的接入，欧洲开始引入可变速抽水蓄能机组，用于电网功率平衡控制。……