[科普中國(guó)]-黑啟動(dòng)

所謂黑啟動(dòng)，是指整個(gè)系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，系統(tǒng)全部停電（不排除孤立小電網(wǎng)仍維持運(yùn)行），處于全“黑”狀態(tài)，不依賴別的網(wǎng)絡(luò)幫助，通過系統(tǒng)中具有自啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)，帶動(dòng)無自啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組，逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的恢復(fù)。1

簡(jiǎn)介大面積停電后的系統(tǒng)自恢復(fù)通俗地稱為黑啟動(dòng)。黑啟動(dòng)的關(guān)鍵是電源點(diǎn)的啟動(dòng)，水輪發(fā)電機(jī)組與火電、核電機(jī)組相比，具有輔助設(shè)備簡(jiǎn)單、廠用電少，啟動(dòng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，理所當(dāng)然成為黑啟動(dòng)電源的首選。水電站的黑啟動(dòng)是指在無廠用交流電的情況下，僅僅利用電廠儲(chǔ)存的兩種能量——直流系統(tǒng)蓄電池儲(chǔ)存的電能量和液壓系統(tǒng)儲(chǔ)存的液壓能量，完成機(jī)組自啟動(dòng)，對(duì)內(nèi)恢復(fù)廠用電，對(duì)外配合電網(wǎng)調(diào)度恢復(fù)電網(wǎng)運(yùn)行。機(jī)組具有黑啟動(dòng)功能不僅是電站在全廠失電情況下安全生產(chǎn)自救的必要措施，也是電網(wǎng)發(fā)展的需要。

在電網(wǎng)大面積停電后，采取電網(wǎng)黑啟動(dòng)措施，將大大減少電網(wǎng)停電時(shí)間，盡快恢復(fù)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。2005-09-26，受第18號(hào)臺(tái)風(fēng)“達(dá)維”的影響，海南省發(fā)生了罕見的全省范圍大面積停電。海南電網(wǎng)公司立即實(shí)施黑啟動(dòng)方案，這是國(guó)內(nèi)除演練以外第一次實(shí)施的“黑啟動(dòng)”。在正式下達(dá)“黑啟動(dòng)”命令后僅1 h25 min，就有電廠宣告“黑啟動(dòng)”成功，系統(tǒng)開始逐步恢復(fù)供電。啟動(dòng)程序的資料根據(jù)各廠的具體情況編制，各廠都不相同。

基本原則(1)選擇電網(wǎng)黑起動(dòng)電站，根據(jù)黑起動(dòng)電站情況將電網(wǎng)分割為多個(gè)子系統(tǒng)。如利用水利發(fā)電機(jī)組尤其是抽水蓄能機(jī)組起停迅速方便，耗費(fèi)能量小，負(fù)荷增長(zhǎng)速度快的特點(diǎn)，按水電站的地理位置將電網(wǎng)分割為多個(gè)子系統(tǒng)，制定相應(yīng)的負(fù)荷恢復(fù)計(jì)劃及開關(guān)操作序列，并指定相應(yīng)的子系統(tǒng)調(diào)度指揮系統(tǒng)。

(2)對(duì)電網(wǎng)在事故后的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行掃描，檢測(cè)各節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，以保證各子系統(tǒng)間不存在電和磁的聯(lián)系。

(3)各子系統(tǒng)各自調(diào)整機(jī)組及相應(yīng)設(shè)備的參數(shù)設(shè)定和保護(hù)配置。

(4)各子系統(tǒng)同時(shí)起動(dòng)子系統(tǒng)中具有自起動(dòng)能力的機(jī)組，監(jiān)視并及時(shí)調(diào)整各電網(wǎng)的參數(shù)量水平如電壓、頻率及保護(hù)配置參數(shù)整定等，將起動(dòng)功率通過聯(lián)絡(luò)線送至其他機(jī)組，帶動(dòng)其他機(jī)組發(fā)電。

(5)將恢復(fù)后的各子系統(tǒng)在電網(wǎng)調(diào)度的統(tǒng)一指揮下按預(yù)先制定的開關(guān)操作序列并列運(yùn)行，隨后檢查最高電壓等級(jí)的電壓偏差，完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的并列。

(6)恢復(fù)電網(wǎng)剩余負(fù)荷，最終完成整個(gè)電網(wǎng)的恢復(fù)。當(dāng)然在現(xiàn)代電網(wǎng)條件下，結(jié)合操作票實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)SCADA系統(tǒng)、EMS系統(tǒng)機(jī)器AGC對(duì)黑起動(dòng)過程的自動(dòng)控制，將會(huì)使事故損失減少到最小。2

黑起動(dòng)必要性隨著電力系統(tǒng)相關(guān)理論和技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)得到了空前迅速的發(fā)展，世界各國(guó)相繼出現(xiàn)了許多跨地區(qū)甚至跨國(guó)的大電網(wǎng)和超級(jí)大電網(wǎng)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨合理，且日益強(qiáng)大。但經(jīng)過幾十年的運(yùn)行表明，凡是都有兩面性，隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)的加強(qiáng)，其防范和抵御事故的能力雖然提高了，但是一旦發(fā)生大面積停電和電網(wǎng)全網(wǎng)停電后，因電網(wǎng)的復(fù)雜性和龐大性，也使得電網(wǎng)的恢復(fù)過程變得空前的復(fù)雜，因此現(xiàn)代大電網(wǎng)并不是無懈可擊。

從20世紀(jì)60年代開始，一些國(guó)際著名的大電網(wǎng)就相繼出現(xiàn)了大停電事故，這些事故給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和電力系統(tǒng)本身都帶來了空前的損失，為此如何使電網(wǎng)盡快恢復(fù)供電，以減少停電帶來的損失，就成了各大電網(wǎng)所面臨的問題之一。紐約、東京、臺(tái)灣等大停電事故的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)表明，為在電網(wǎng)大面積停電或全部停電后能快速而有序地恢復(fù)，事先必須制定有關(guān)方案，即“黑起動(dòng)”方案，以最大限度地加快恢復(fù)速度，從而最大限度地減少因停電而帶來的經(jīng)濟(jì)損失。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張磊 - 副教授 - 西南大學(xué)