国网新源河北丰宁抽水蓄能电站地下厂房内的12号机组。 本报通讯员 陈云霞摄
8月11日，国内首台大型交流励磁变速抽水蓄能机组——国网新源河北丰宁抽水蓄能电站12号机组顺利完成15天试运行，正式投产发电。该机组的正式投运，填补了国内大型变速抽蓄机组应用的空白，对推进大型变速抽蓄机组技术研究，提升电网调节能力，推动新型电力系统建设具有重要意义。
国网新源丰宁电站总装机容量360万千瓦，是当前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站，共安装12台单机容量30万千瓦的抽水蓄能机组，其中2台为国内首次引进的大型变速抽水蓄能机组。
“相比于传统定速机组，变速机组在设备上的不同主要体现在发电机转子及励磁装置。”国网新源丰宁电站机电部主任陈磊说，变速机组发电机转子重455吨，是该电站最重的单件设备。交流励磁装置是变速机组实现可变速的关键核心设备，它让变速机组相比定速机组具备了抽水工况负荷有效调节、适应水头范围更宽、功率调节和系统响应速度更快等优势。
变速机组采用交流励磁装置，解决了传统直流励磁抽蓄机组并网后转速恒定，抽水工况负荷无法调整的问题。“变速机组抽水工况下，可以在93%—106%额定转速区间内稳定运行，抽水负荷可在22万千瓦—33万千瓦内连续调节，从而更加灵活地响应电网储能需求。变速机组发电空载启动后从励磁投入到机组并网仅需2秒，用时远少于传统定速机组的半分钟到1分钟。”陈磊说，通俗来讲，如果电网中存在26万千瓦的负荷缺口，电站启动1台30万千瓦的定速机组抽水，无法直接平衡电网需求。而变速机组可以通过调整转子励磁电流，精准快速调至26万千瓦抽水运行，直接平衡电网需求。
抽水蓄能电站上下水库水位之间的差值称作水头，机组在运行时，水头会随着上下水库水位变化而改变。变速机组可以根据水头变化自动改变转速，让机组始终保持最佳运行状态，提升运行稳定性和效率，快速平衡新能源大规模接入对电网稳定所造成的波动。
据介绍，在此次变速机组国内首次工程应用中，该电站组织国内外技术力量，深入分析技术难点，滚动优化机组安装调试方案，积极开展技术攻关，先后解决了转轮模型开发、定转子最小吊装间隙等12项关键技术难题，圆满完成了国内首台大型变速抽水蓄能机组投产发电任务。(记者陈宝云 通讯员雷华宇、宋兆新)
