[摘要] 本文通過對(duì)惠州電網(wǎng)黑啟動(dòng)電源、啟動(dòng)子路徑的選擇進(jìn)行了詳細(xì)討論，并進(jìn)行自勵(lì)磁、工頻過電壓等方面計(jì)算分析論證，最終確定黑啟動(dòng)路徑的可行性，為后續(xù)編制出具體調(diào)度實(shí)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(shí)，可有效指導(dǎo)調(diào)度員快速恢復(fù)電網(wǎng)運(yùn)行。

　　[關(guān)健詞]惠州電網(wǎng) 黑啟動(dòng) 啟動(dòng)子路徑

　　一、黑啟動(dòng)綜述
　　1.黑啟動(dòng)的定義。電網(wǎng)黑啟動(dòng)是指整個(gè)系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，不依賴其他網(wǎng)絡(luò)的幫助，通過系統(tǒng)中具有自啟動(dòng)能力機(jī)組的啟動(dòng)，從而帶動(dòng)無自啟動(dòng)能力的機(jī)組，逐步擴(kuò)大電力系統(tǒng)的恢復(fù)范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)恢復(fù)的過程。實(shí)際上，廣義的具有自啟動(dòng)能力機(jī)組還應(yīng)包括利用自身的動(dòng)力資源(柴油機(jī)、水利資源等)而實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)或者當(dāng)與電網(wǎng)解列而孤立小系統(tǒng)仍維持運(yùn)行的機(jī)組。

　　2.研究必要性。近幾年，隨著惠州電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)度的不斷加快，整個(gè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)有了很大的改善，電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行水平也有了很大的提高。但由于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展導(dǎo)致負(fù)荷迅猛增長，系統(tǒng)短路容量超標(biāo)日益嚴(yán)重，設(shè)備超穩(wěn)定界面運(yùn)行時(shí)常發(fā)生，特別是110kV母線由于設(shè)備超界面運(yùn)行而分母運(yùn)行，部分220kV線路過載導(dǎo)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(fù)荷存在嚴(yán)重過載問題。所有這些問題都有可能會(huì)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(yù)案恢復(fù)電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，如果沒有任何電網(wǎng)黑啟動(dòng)措施，將使停電時(shí)間大大延長，甚至在恢復(fù)系統(tǒng)時(shí)可能無從入手，由此給整個(gè)電網(wǎng)公司及惠州國民經(jīng)濟(jì)造成重大損失，研究系統(tǒng)大面積停電后的恢復(fù)問題，從而制定切實(shí)可行的黑啟動(dòng)方案就顯得十分必要。

　　二、惠州電網(wǎng)全停后恢復(fù)總原則

　　電網(wǎng)全停事故后是否能夠順利恢復(fù)，取決于黑啟動(dòng)電源的選取以及制定最優(yōu)恢復(fù)路徑，在最短時(shí)間內(nèi)合理分配啟動(dòng)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(gè)電壓等級(jí)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(tái)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(tái)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(jì)，開環(huán)運(yùn)行，每個(gè)子區(qū)以220kV變電站為中心輻射狀供電，共13個(gè)區(qū)域電網(wǎng)，系統(tǒng)充裕度較高。

　　2.黑啟動(dòng)電源的確定。根據(jù)黑啟動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，水電機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間較短，啟動(dòng)較快，幾分鐘就能完成啟動(dòng)過程，而火電機(jī)組啟動(dòng)比較復(fù)雜，而且需要熱態(tài)再啟動(dòng)能力，在時(shí)間上要求也比較嚴(yán)格，因此一般優(yōu)先選擇水電機(jī)組。

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

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

（2）盡量減少不同電壓等級(jí)的變換；

（3）盡量先啟動(dòng)大容量的機(jī)組；

（4）盡量先啟動(dòng)離重要負(fù)荷近的機(jī)組。

　　4.惠州電網(wǎng)恢復(fù)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(yùn)行人員缺乏足夠的電網(wǎng)全停的事故處理經(jīng)驗(yàn)，因此有必要確定系統(tǒng)恢復(fù)的總原則，以使系統(tǒng)恢復(fù)有條不紊地進(jìn)行：

　　（1）在惠州電網(wǎng)全系統(tǒng)停運(yùn)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(dòng)能力的地方機(jī)組“黑啟動(dòng)”，進(jìn)而拖動(dòng)其它機(jī)組啟動(dòng)，逐步擴(kuò)大系統(tǒng)的發(fā)電容量并適時(shí)恢復(fù)重要負(fù)荷的供電，建立穩(wěn)定的運(yùn)行系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的恢復(fù)。

　　（2）惠州電力調(diào)度中心是惠州電網(wǎng)黑啟動(dòng)的指揮機(jī)構(gòu)，黑啟動(dòng)過程中除準(zhǔn)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(dāng)發(fā)生本地區(qū)網(wǎng)及廠、站全停事故時(shí)，各級(jí)調(diào)度需及時(shí)向上級(jí)調(diào)度匯報(bào)事故情況，與此同時(shí)，各電廠不待調(diào)度令，嚴(yán)格按各廠、站現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程進(jìn)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(fù)后，經(jīng)請(qǐng)示黑啟動(dòng)小組領(lǐng)導(dǎo)后，進(jìn)入“黑啟動(dòng)”程序。向各縣調(diào)、各電廠、變電部下達(dá)“黑啟動(dòng)”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(shí)必須得到地調(diào)同意。

　　（5）在廠、站用電恢復(fù)前，調(diào)度應(yīng)盡可能減少該廠、站的操作，對(duì)于無自啟動(dòng)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(shí)間內(nèi)恢復(fù)其廠、站用電。

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

　　（7）當(dāng)發(fā)生惠州電網(wǎng)全系統(tǒng)停運(yùn)事故時(shí)，各單位應(yīng)立即自覺恢復(fù)有人值班運(yùn)行，特別是啟動(dòng)路徑上的變電站。

　　（8）在“黑啟動(dòng)”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(dòng)機(jī)、軌道交通等需大量無功的設(shè)備，在系統(tǒng)初期恢復(fù)時(shí)不宜恢復(fù)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(fù)荷。

　　（9）嚴(yán)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(jìn)行。對(duì)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(diǎn)實(shí)現(xiàn)同期并列。

　　三、黑啟動(dòng)校驗(yàn)

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

　　2.工頻過電壓校驗(yàn)。根據(jù)電氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)D L / T 6 2 0 - 1 9 97《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》規(guī)定，各個(gè)黑啟動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)，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(duì)惠州電網(wǎng)黑啟動(dòng)電源、啟動(dòng)子路徑的選擇進(jìn)行了詳細(xì)討論，并進(jìn)行自勵(lì)磁、工頻過電壓等方面計(jì)算分析論證，最終確定黑啟動(dòng)路徑的可行性，為后續(xù)編制出具體調(diào)度實(shí)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(shí)，可有效指導(dǎo)調(diào)度員快速恢復(fù)電網(wǎng)運(yùn)行。

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