2023 年（第十六届）发电企业信息技术与应用研讨会 - 554 - 人工智能技术在励磁系统中的应用研究 中国长江电力股份有限公司溪洛渡水力发电厂，米文超、夏建华、马作甫、刘喜泉、崔玉刚 摘 要：大型水电站发电机励磁系统基本采用三相全控桥式整流电路，励磁功率柜、断路器、灭磁电阻、阳极电缆 等一次元器件均有大量热量发出。对于地下厂房等空间狭小的环境，励磁系统设备的散热面临巨大挑战，散热不畅又会 直接威胁系统的安全稳定运行。本文通过分析一起大型水电站励磁系统人工智能技术应用研究案例，对此大型水电站励 磁系统结构和现状问题进行了分析， 对比采取普通技术措施的效果， 给出了人工智能技术在励磁系统中应用的解决方案， 并通过试点实施进行效果验证。 关键词：大型水电站；励磁系统；人工智能；阳极电缆；隔离刀闸；散热 某大型水电站左、右岸地下厂房各安装 9 台 770MW 水轮发电机组，是国家“西电东送”的骨干工 程，通过 500kV 线路分别送往国家网和南方电网。 该电站发电机组因安装在地下厂房，其励磁系统设 备安装紧凑，面临通风散热难、部分设备巡检风险 大等技术难题，特别是部分关键设备长年严重发热 而无法实时监测，给机组安全稳定运行造成极大隐 患。本文通过对大型水电站励磁系统结构和现状问 题进行了分析，对比采取普通技术措施的效果，给 出了人工智能技术在励磁系统中应用的解决方案， 并通过试点实施进行效果验证，极大的提高了工作 效率，消除了设备安全隐患，为电站正常运行、 “西 电东送”提供了有力保障。 该电站共装设 18 台 770MW 水轮发电机组，左岸 地下厂房安装 9 台机组，使用南瑞 NES5100 励磁系 统，右岸地下厂房安装 9 台机组，使用 ABB UNITROL 6800 励磁系统。 以左岸南瑞 NES5100 励磁系统为例，其采用的 是静止晶闸管三相全控桥整流的发电机自并励励磁 系统方式，拥有两套完全独立的数字式调节器，双 通道互为热备用，手自动双模式+AVR 叠加模式，内 部主要采用常规 I/O 和 CAN 总线，电力系统稳定器 采用软件 PSS2B 模型。系统配置有 4 个功率柜，采 用 ABB 5STP28L4200 晶闸管，整流桥输入输出配置 有隔离刀闸，功率柜冷却方式为强迫风冷、每柜 2 套互为备用的冷却风机，均流方式采用长线物理均 流。系统灭磁设备，配置交直流双灭磁开关+SiC 非 线性电阻灭磁。直流灭磁开关为瑞士 SECHERON 公司 HPB45M-82S 单断口直流磁场断路器，交流灭磁开关 为德国 SIEMENS 公司 3AH3078-8 交流磁场断路器， 非线性灭磁电阻使用的是英国 M&I 公司 SiC 非线性 灭磁电阻。转子正极配置国产手动隔离刀闸。励磁 变采用的是海南金盘生产的户内、自冷、无励磁调 压、环氧树脂浇注的三个单相干式整流变压器，其 容量为 3×1800KVA，二次电压 920V。系统原理如图 1 所示。 因该电站为地下厂房，设备安装空间和通风效 果有限，左岸磁系统设备安装紧凑，且采用长线物 理均流模式，功率柜进出线和正极母线还配置了手 动隔离刀闸以方便设备检修或者故障隔离。设备经 多年运行，逐渐出现了部分关键设备发热严重的情况。