电网黑启动研究论文

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一、黑启动综述

1.黑启动的定义。电网黑启动是指整个系统因故障停运后，不依赖其他网络的帮助，通过系统中具有自启动能力机组的启动，从而带动无自启动能力的机组，逐步扩大电力系统的恢复范围，最终实现整个电力系统恢复的过程。实际上，广义的具有自启动能力机组还应包括利用自身的动力资源(柴油机、水利资源等)而实现自启动或者当与电网解列而孤立小系统仍维持运行的机组。

2.研究必要性。近几年，随着惠州电网建设进度的不断加快，整个电网结构有了很大的改善，电网的稳定运行水平也有了很大的提高。但由于经济快速发展导致负荷迅猛增长，系统短路容量超标日益严重，设备超稳定界面运行时常发生，特别是110kV母线由于设备超界面运行而分母运行，部分220kV线路过载导致频繁调整方式，部分110kV线路在事故下或检修情况下倒供负荷存在严重过载问题。所有这些问题都有可能会造成局部电网停电，甚至可能诱发恶性连锁反应造成大面积停电。

因此，在局部电网发生大面积停电或由于省网大面积停电造成惠州全网停电的情况下，在无法利用事故应急预案恢复电网设备运行时，如果没有任何电网黑启动措施，将使停电时间大大延长，甚至在恢复系统时可能无从入手，由此给整个电网公司及惠州国民经济造成重大损失，研究系统大面积停电后的恢复问题，从而制定切实可行的黑启动方案就显得十分必要。

二、惠州电网全停后恢复总原则

电网全停事故后是否能够顺利恢复，取决于黑启动电源的选取以及制定最优恢复路径，在最短时间内合理分配启动电源，使系统获得的发电能力最大。

1.惠州电网概况。惠州电网由500kV、220kV、110kV、35kV四个电压等级的电网组成，500kV电网是南方电网及广东电网的主要部分，由惠州站3台750MVA的自藕变压器与汕尾市及东莞市电网联接，由博罗站2台直流变与三广直流输电联接，220千伏电网与河源、东莞、汕尾、深圳相联，110千伏电网与河源、东莞、广州、汕尾四市存在弱联系，主要电源来自于广东省电网；110kV电网环网设计，开环运行，每个子区以220kV变电站为中心辐射状供电，共13个区域电网，系统充裕度较高。

2.黑启动电源的确定。根据黑启动经验，水电机组的启动时间较短，启动较快，几分钟就能完成启动过程，而火电机组启动比较复杂，而且需要热态再启动能力，在时间上要求也比较严格，因此一般优先选择水电机组。

根据调查显示，惠州电网具备自启动能力的电厂只有白盆珠水电厂，剑谭水电厂在柴油机帮助下能够实现自启动，而惠阳电厂在机组解列时有保持一台机组运行的经验，可自行启动。因此，剑谭电厂、白盆珠电厂及惠阳电厂都可做为黑启动电源。

3.黑启动路径的确定。黑启动路径的选择应遵循以下几条原则：

（1）启动路径尽量短；（2）尽量减少不同电压等级的变换；（3）尽量先启动大容量的机组；（4）尽量先启动离重要负荷近的机组。

4.惠州电网恢复总原则。由于系统发生全停事故的几率极小，一般来说，大部分电网运行人员缺乏足够的电网全停的事故处理经验，因此有必要确定系统恢复的总原则，以使系统恢复有条不紊地进行：

（1）在惠州电网全系统停运且失去省网及相邻电网帮助的情况下，由惠州调度指挥有自启动能力的地方机组“黑启动”，进而拖动其它机组启动，逐步扩大系统的发电容量并适时恢复重要负荷的供电，建立稳定的运行系统，最终实现整个系统的恢复。

（2）惠州电力调度中心是惠州电网黑启动的指挥机构，黑启动过程中除准备阶段外的其它阶段，系统内一切操作均需得到惠州电力调度中心的同意。

（3）当发生本地区网及厂、站全停事故时，各级调度需及时向上级调度汇报事故情况，与此同时，各电厂不待调度令，严格按各厂、站现场运行规程进行事故处理。

（4）地调调度员根据所获得的信息判断为电网大面积停电、确定停电范围并明确220KV及其它外网均不能支持惠州电网的恢复后，经请示黑启动小组领导后，进入“黑启动”程序。向各县调、各电厂、变电部下达“黑启动”命令。并决定是否下放部分调度权给相应县调指挥，但各县调在小网间合环时必须得到地调同意。

（5）在厂、站用电恢复前，调度应尽可能减少该厂、站的操作，对于无自启动能力的电厂，调度员应尽可能地在其外来电源允许间隔时间内恢复其厂、站用电。

（6）对于黑启动所涉及的厂站，应编制本厂站黑启动方案，并熟悉本厂站黑启动方案及惠州电网黑启动方案。

（7）当发生惠州电网全系统停运事故时，各单位应立即自觉恢复有人值班运行，特别是启动路径上的变电站。

（8）在“黑启动”初期，系统出力很小且不稳定，系统的无功出力就更小。因大型电动机、轨道交通等需大量无功的设备，在系统初期恢复时不宜恢复送电。因此，在系统全停后，各站及重要用户应立即全停所有空调、抽水泵、电梯等大功率、冲击性负荷。

（9）严禁非同期并列或合环。电厂与系统的并列原则上应在电厂侧进行。对于子系统间的并列，各子系统之间应在事先确定的同期点实现同期并列。三、黑启动校验

1.发电机自励磁校验。对于发电机带空载长线时，不发生自励磁的工程实用判据是：KSe＞Qc

其中Se为发电机容量（MW）；Qc为线路充电无功功率(Mvar)；k为发电机的短路比。

2.工频过电压校验。根据电气行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定，各个黑启动路径中线路空载合闸中的过电压水平均满足有关行业标准，空载线路操作过电压应小于母线额定电压的3倍，工频过电压数值不应超过额定电压的1.3倍。

四、结论

本文通过对惠州电网黑启动电源、启动子路径的选择进行了详细讨论，并进行自励磁、工频过电压等方面计算分析论证，最终确定黑启动路径的可行性，为后续编制出具体调度实施方案打下良好理论基础，在全网崩溃或局部地区电网瓦解事故时，可有效指导调度员快速恢复电网运行。

[摘要]本文通过对惠州电网黑启动电源、启动子路径的选择进行了详细讨论，并进行自励磁、工频过电压等方面计算分析论证，最终确定黑启动路径的可行性，为后续编制出具体调度实施方案打下良好的理论基础，在全网崩溃或局部地区电网瓦解事故时，可有效指导调度员快速恢复电网运行。

[关健词]惠州电网黑启动启动子路径

参考文献：

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