央廣網(wǎng)長沙9月28日消息（記者鄧文輝 通訊員李妍蓉 曾歡歡）聽過變頻空調(diào)、變頻冰箱，聽說過“變頻”水電站嗎？近日，湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院博士生呂銘晟和他的同學(xué)們一起為中小水電站設(shè)計了個“變頻”“馬達”——變速恒頻水力發(fā)電系統(tǒng)，采用該技術(shù)后，水電站也可變頻工作。按歷史水文數(shù)據(jù)測算，若全國中小水電站變頻工作后，一年可提升的最大發(fā)電量相當(dāng)于一個三峽水電站。

　　呂銘晟告訴記者，傳統(tǒng)的中小水電站一般采用水輪—調(diào)速箱—直流勵磁發(fā)電機的定速恒頻發(fā)電方式，因為直流勵磁的運行特性，因此對發(fā)電機轉(zhuǎn)速有恒定要求，直觀體現(xiàn)在機組對水流量的固定要求，從而使得枯水季節(jié)可發(fā)電量大大減少。而項目團隊研發(fā)的變速恒頻水力發(fā)電系統(tǒng)，可智能調(diào)節(jié)勵磁或變流系統(tǒng)，從而實現(xiàn)水大水小都能發(fā)電，不僅可以全季節(jié)全天發(fā)電，枯水期也可不停機運行，還能完成最大水能功率捕獲，靈活高效利用水能。

　　“如果應(yīng)用‘變頻’水電站，一座傳統(tǒng)中小型水電站每年可提升發(fā)電量20%—40%。”呂銘晟說，根據(jù)2013年全國農(nóng)村水電增效擴容改造工作會議上公布的數(shù)據(jù)，全國共有45000多座農(nóng)村水電站，裝機容量6500多萬千瓦，將近3個三峽電站的裝機容量。如果升級改造，按平均提升發(fā)電量30%折算，新增裝機容量1950萬千瓦，這就將近一座三峽水電站的裝機量（2240萬千瓦）。如果保守估計提升發(fā)電量20%，新增裝機容量1300萬千瓦，相當(dāng)于2/3個三峽水電站。通過這種變速恒頻的發(fā)電技術(shù)，還有望改變數(shù)百年以來攔河建壩的水電建設(shè)方式，對生態(tài)更為友好。

　　變速恒頻水力發(fā)電系統(tǒng)是“多出”一座三峽水電站的最大“功臣”，而他的“大腦”主要是一種多功率等級并網(wǎng)變流系統(tǒng)拓撲。這種拓撲結(jié)構(gòu)以永磁電機或雙饋電機為核心的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，針對不同能量和電壓等級靈活選取兩電平交直交、三電平交直交變流器結(jié)構(gòu)，采用矢量解耦控制，實現(xiàn)了380V-10kV、100kW-5MW范圍變速恒頻并網(wǎng)。該項核心技術(shù)現(xiàn)已獲國家發(fā)明專利10項，在《IEEE Transactions on Industrial Electronics》、《IEEE Transactions on Power Electronics》、《Renewable and suastainable reviews》等行業(yè)頂級期刊（SCI 1區(qū)）上發(fā)表了論文10篇。

　　此外，“變頻”水電站還擁有高電能質(zhì)量并網(wǎng)技術(shù)，能提供電壓更穩(wěn)定、更高質(zhì)量的電能；“變頻”水電站的水電綜合云服務(wù)系統(tǒng)則可通過大數(shù)據(jù)分析，實時監(jiān)控電站群運行情況，并及時處理預(yù)警信息，實現(xiàn)水電站智能化管理。

　　目前，中水珠江規(guī)劃勘測設(shè)計有限公司等已經(jīng)同呂銘晟的研發(fā)團隊簽訂合作合同，廣西農(nóng)村投資集團有限公司、湖南三立水電開發(fā)有限責(zé)任公司等企業(yè)也均已該團隊簽訂合作意向書。2017年至今，該項技術(shù)已獲得160萬元銷售收入。