[摘要] 本文通過對惠州電網(wǎng)黑啟動電源、啟動子路徑的選擇進行了詳細討論，并進行自勵磁、工頻過電壓等方面計算分析論證，最終確定黑啟動路徑的可行性，為后續(xù)編制出具體調(diào)度實施方案打下良好的理論基礎(chǔ)，在全網(wǎng)崩潰或局部地區(qū)電網(wǎng)瓦解事故時，可有效指導調(diào)度員快速恢復電網(wǎng)運行。

　　[關(guān)健詞]惠州電網(wǎng) 黑啟動 啟動子路徑

　　一、黑啟動綜述
　　1.黑啟動的定義。電網(wǎng)黑啟動是指整個系統(tǒng)因故障停運后，不依賴其他網(wǎng)絡(luò)的幫助，通過系統(tǒng)中具有自啟動能力機組的啟動，從而帶動無自啟動能力的機組，逐步擴大電力系統(tǒng)的恢復范圍，最終實現(xiàn)整個電力系統(tǒng)恢復的過程。實際上，廣義的具有自啟動能力機組還應(yīng)包括利用自身的動力資源(柴油機、水利資源等)而實現(xiàn)自啟動或者當與電網(wǎng)解列而孤立小系統(tǒng)仍維持運行的機組。

　　2.研究必要性。近幾年，隨著惠州電網(wǎng)建設(shè)進度的不斷加快，整個電網(wǎng)結(jié)構(gòu)有了很大的改善，電網(wǎng)的穩(wěn)定運行水平也有了很大的提高。但由于經(jīng)濟快速發(fā)展導致負荷迅猛增長，系統(tǒng)短路容量超標日益嚴重，設(shè)備超穩(wěn)定界面運行時常發(fā)生，特別是110kV母線由于設(shè)備超界面運行而分母運行，部分220kV線路過載導致頻繁調(diào)整方式，部分110kV線路在事故下或檢修情況下倒供負荷存在嚴重過載問題。所有這些問題都有可能會造成局部電網(wǎng)停電，甚至可能誘發(fā)惡性連鎖反應(yīng)造成大面積停電。

　　因此，在局部電網(wǎng)發(fā)生大面積停電或由于省網(wǎng)大面積停電造成惠州全網(wǎng)停電的情況下，在無法利用事故應(yīng)急預案恢復電網(wǎng)設(shè)備運行時，如果沒有任何電網(wǎng)黑啟動措施，將使停電時間大大延長，甚至在恢復系統(tǒng)時可能無從入手，由此給整個電網(wǎng)公司及惠州國民經(jīng)濟造成重大損失，研究系統(tǒng)大面積停電后的恢復問題，從而制定切實可行的黑啟動方案就顯得十分必要。

　　二、惠州電網(wǎng)全停后恢復總原則

　　電網(wǎng)全停事故后是否能夠順利恢復，取決于黑啟動電源的選取以及制定最優(yōu)恢復路徑，在最短時間內(nèi)合理分配啟動電源，使系統(tǒng)獲得的發(fā)電能力最大。

　　1.惠州電網(wǎng)概況。惠州電網(wǎng)由500 kV、220 kV、110kV、35kV四個電壓等級的電網(wǎng)組成，500kV電網(wǎng)是南方電網(wǎng)及廣東電網(wǎng)的主要部分，由惠州站3臺750 MVA 的自藕變壓器與汕尾市及東莞市電網(wǎng)聯(lián)接，由博羅站2臺直流變與三廣直流輸電聯(lián)接，220千伏電網(wǎng)與河源、東莞、汕尾、深圳相聯(lián)，110千伏電網(wǎng)與河源、東莞、廣州、汕尾四市存在弱聯(lián)系，主要電源來自于廣東省電網(wǎng)；110 kV電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)設(shè)計，開環(huán)運行，每個子區(qū)以220kV變電站為中心輻射狀供電，共13個區(qū)域電網(wǎng)，系統(tǒng)充裕度較高。

　　2.黑啟動電源的確定。根據(jù)黑啟動經(jīng)驗，水電機組的啟動時間較短，啟動較快，幾分鐘就能完成啟動過程，而火電機組啟動比較復雜，而且需要熱態(tài)再啟動能力，在時間上要求也比較嚴格，因此一般優(yōu)先選擇水電機組。

　　根據(jù)調(diào)查顯示，惠州電網(wǎng)具備自啟動能力的電廠只有白盆珠水電廠，劍譚水電廠在柴油機幫助下能夠?qū)崿F(xiàn)自啟動，而惠陽電廠在機組解列時有保持一臺機組運行的經(jīng)驗，可自行啟動。因此，劍譚電廠、白盆珠電廠及惠陽電廠都可做為黑啟動電源。

　　3.黑啟動路徑的確定。黑啟動路徑的選擇應(yīng)遵循以下幾條原則：
（1）啟動路徑盡量短；

（2）盡量減少不同電壓等級的變換；

（3）盡量先啟動大容量的機組；

（4）盡量先啟動離重要負荷近的機組。

　　4.惠州電網(wǎng)恢復總原則。由于系統(tǒng)發(fā)生全停事故的幾率極小，一般來說，大部分電網(wǎng)運行人員缺乏足夠的電網(wǎng)全停的事故處理經(jīng)驗，因此有必要確定系統(tǒng)恢復的總原則，以使系統(tǒng)恢復有條不紊地進行：

　　（1）在惠州電網(wǎng)全系統(tǒng)停運且失去省網(wǎng)及相鄰電網(wǎng)幫助的情況下，由惠州調(diào)度指揮有自啟動能力的地方機組“黑啟動”，進而拖動其它機組啟動，逐步擴大系統(tǒng)的發(fā)電容量并適時恢復重要負荷的供電，建立穩(wěn)定的運行系統(tǒng)，最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的恢復。

　　（2）惠州電力調(diào)度中心是惠州電網(wǎng)黑啟動的指揮機構(gòu)，黑啟動過程中除準備階段外的其它階段，系統(tǒng)內(nèi)一切操作均需得到惠州電力調(diào)度中心的同意。

　　（3）當發(fā)生本地區(qū)網(wǎng)及廠、站全停事故時，各級調(diào)度需及時向上級調(diào)度匯報事故情況，與此同時，各電廠不待調(diào)度令，嚴格按各廠、站現(xiàn)場運行規(guī)程進行事故處理。

　　（4）地調(diào)調(diào)度員根據(jù)所獲得的信息判斷為電網(wǎng)大面積停電、確定停電范圍并明確220KV及其它外網(wǎng)均不能支持惠州電網(wǎng)的恢復后，經(jīng)請示黑啟動小組領(lǐng)導后，進入“黑啟動”程序。向各縣調(diào)、各電廠、變電部下達“黑啟動”命令。并決定是否下放部分調(diào)度權(quán)給相應(yīng)縣調(diào)指揮，但各縣調(diào)在小網(wǎng)間合環(huán)時必須得到地調(diào)同意。

　　（5）在廠、站用電恢復前，調(diào)度應(yīng)盡可能減少該廠、站的操作，對于無自啟動能力的電廠，調(diào)度員應(yīng)盡可能地在其外來電源允許間隔時間內(nèi)恢復其廠、站用電。

　　（6）對于黑啟動所涉及的廠站，應(yīng)編制本廠站黑啟動方案，并熟悉本廠站黑啟動方案及惠州電網(wǎng)黑啟動方案。

　　（7）當發(fā)生惠州電網(wǎng)全系統(tǒng)停運事故時，各單位應(yīng)立即自覺恢復有人值班運行，特別是啟動路徑上的變電站。

　　（8）在“黑啟動”初期，系統(tǒng)出力很小且不穩(wěn)定，系統(tǒng)的無功出力就更小。因大型電動機、軌道交通等需大量無功的設(shè)備，在系統(tǒng)初期恢復時不宜恢復送電。因此，在系統(tǒng)全停后，各站及重要用戶應(yīng)立即全停所有空調(diào)、抽水泵、電梯等大功率、沖擊性負荷。

　　（9）嚴禁非同期并列或合環(huán)。電廠與系統(tǒng)的并列原則上應(yīng)在電廠側(cè)進行。對于子系統(tǒng)間的并列，各子系統(tǒng)之間應(yīng)在事先確定的同期點實現(xiàn)同期并列。

　　三、黑啟動校驗

　　1.發(fā)電機自勵磁校驗。對于發(fā)電機帶空載長線時，不發(fā)生自勵磁的工程實用判據(jù)是：KSe＞Qc
　　其中Se為發(fā)電機容量（MW）；Qc為線路充電無功功率(Mvar)；k為發(fā)電機的短路比。

　　2.工頻過電壓校驗。根據(jù)電氣行業(yè)標準D L / T 6 2 0 - 1 9 97《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》規(guī)定，各個黑啟動路徑中線路空載合閘中的過電壓水平均滿足有關(guān)行業(yè)標準，空載線路操作過電壓應(yīng)小于母線額定電壓的3倍，工頻過電壓數(shù)值不應(yīng)超過額定電壓的1.3倍。

　　四、結(jié)論

　　本文通過對惠州電網(wǎng)黑啟動電源、啟動子路徑的選擇進行了詳細討論，并進行自勵磁、工頻過電壓等方面計算分析論證，最終確定黑啟動路徑的可行性，為后續(xù)編制出具體調(diào)度實施方案打下良好理論基礎(chǔ)，在全網(wǎng)崩潰或局部地區(qū)電網(wǎng)瓦解事故時，可有效指導調(diào)度員快速恢復電網(wǎng)運行。

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