随着国家西气东输能源战略和节能减排环保政策实施,以天然气为代表清洁能源因其排污少、转化效率高并且可以极大地优化我国当前以煤炭为主的能源结构,在电力领域尤其是发电企业必将有非常良好的应用前景。燃气机组在单位能耗低、启动成功率高、负荷提升速率快、工作噪音小等诸多方面具有传统火电机组无法比拟的优势,是未来调峰供热或主力发电机组发展的重要方向。但是因为需要加速到一定的自持速度才能进行吹扫清洁、点火加速并最终由燃气轮机完成最后的升速及并网带负荷。因此采用何种方式使燃气机组转速达到自持速度成为能否起动成功的关键。本文针对燃气轮机在起动中的特殊工况需求,提出了一种基于负载换相变频系统的电气式起动方案。文中对变频器负载换相变流原理进行了详细分析,着重对电动机反电动势换相以及电流断续换相过程进行了阐述,指出了两者切换过程中应注意的问题。较为详尽的推导了负载换相同步电机电流电压、电磁转矩、换相剩余角等较为重要的电气参量数学解析式,并逐一探讨了它们对电机运行状态的影响。在这些理论分析的基础上给出了负载换相变频器的拓扑结构,并完成了主回路元器件的参数设计计算。同时重点介绍了以AC PEC800型电力电子专用控制器为核心的变频器调节单元的性能特点。通过以上系统深入的研究,结合静态模拟实验以及现场开机试验结果,本文所提出的燃气机组电气起动方案基本可以达到设计指标,具有良好的调节性能及实用价值。