大中型水轮发电机静止整流励磁系统技术条件等7项标准研制及应用

　　完成单位：国电南瑞科技股份有限公司,顺特电气设备有限公司,海南金盘电气有限公司

　　电机控制核心部件励磁系统在保障电厂安全运行、为电网提供稳定支撑等方面起着至关重要的作用。早期标准着重设备基本功能及安全的要求，对整流桥、励磁变压器和灭磁及过电压保护装置没有详细的规定。随着智能电网的发展、单机容量的不断增大，特别是新能源的大量接入，对于励磁控制在网源协调、技术指标等方面提出了越来越高的要求，原有标准已经无法满足。国电南瑞基于三十多年来发电机励磁系统的自主创新技术及数百套大型发电机励磁系统的丰富工程经验，针对水电励磁的特点，开创性地从电网、用户、设备等多角度，对励磁系统的设计选型、生产制造、试验调试等提出了更加完善、更加专业化的要求，反复制（修）订该领域标准，形成了以7项电力行业标准为核心的国内外唯一覆盖励磁系统各部件的系列标准，引导水电行业对励磁系统功能及性能要求达成共识，指明了水电励磁技术发展方向，推动励磁产品在国内重要流域水电站群推广应用，为我国励磁系统达到世界领先水平打下坚实基础。

　　主要创新点包括：①提出了满足网源协调、孤网运行、黑启动、低频振荡等要求的励磁系统功能、性能要求和试验方法，解决了电网对发电机机端电压/无功响应的快速性与稳定性难以兼顾的难题，其中并联PID模型被写入IEEE 421标准；②提出了变压器热容量的概念、计及变压器阻抗及其他回路压降的励磁变压器二次电压精确计算方法，保证在任何工况下励磁系统均满足电网的强励倍数要求同时也不会造成浪费；③提出了整流桥晶闸管换相过电压计算方法及结温校核方法，大幅提高过电压计算精度，提升了励磁系统的安全性和可靠性；④首次提出了对磁场断路器的性能要求，明确了灭磁电阻容量计算的约束条件，给出了灭磁容量精确计算方法，大大提高了发电机组事故灭磁的可靠性、快速性、有效性和经济性。

　　项目获得专利30项，其中发明专利授权15项，出版专著1部，获得软著10项，发表论文百余篇。相关科技成果经中国水力发电工程学会鉴定为国际领先水平，1987年获国家科技进步三等奖，之后获省部级一等奖6项。项目主要完成人被中国电力企业联合会特聘为“标准化资深专家”。近2年相关产品产生经济效益共10.33亿元，其中国电南瑞实现销售收入6.53亿元，推动了国内大型机组励磁系统由全套进口向国产为主的转变，迫使进口励磁系统平均价格下降50%以上，累计节省外汇超过2.5亿美元。项目成果为我国水力发电量稳居世界第一做出了重要贡献，极大提高了我国在水电领域的国际影响力。