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摘 要：随着电网规模的持续扩大，相应改善了电网结构，对于电网运行稳定性的要求提升。然而电网在运行期间也存在安全隐患，由于人员误操作和继电保护器驱动等原因，极易引发安全事故。为了确保电网在短时间内恢复运行，可以采用黑启动方案，此次研究主要是探讨分析发电厂黑启动方案，希望能够对相关人员起到参考性价值。
关键词：发电厂;黑启动方案;运行故障
黑启动主要是在电力系统发生故障后，不借助其他网络技术，通过系统自启动功能启动发电机组，以此促进电力系统运行能力恢复，所以多数发电厂的发电机组都采用黑启动电源。在应用黑启动方式时，设备机组不能出现故障问题，油位高于4/5，在黑启动操作至恢复供电时间必须控制在5分钟以内。机组冷却水是通过水泵供给，当出现停电事故后，将无法启动系统，此时应用黑启动模式可以延长运行时间。在具体应用时，应当检查机组的分闸情况，机组刀闸是否处于二段位置，闭合高压断路器，同时检查发电机出口断路器的分闸位置，确保发电机组合辅助设备处于热备用状态。由于黑启动操作和电力恢复应当在5分钟之内完成，因此必须划分不同工作人员的职责，共同做好电力服务工作。
1、黑启动需要考虑的因素和措施
发电厂电源消失后，会对启闭机油系统、高低压气机与排水设施的工作电源造成影响，还会对照明供电造成影响。如果长时间无法恢复发电厂电源，将会导致机组运行障碍。
2、黑启动需考虑的因素
第一，直流系统供电状态。发电厂的自动保护装置、继电保护装置、操作合闸和开关合闸都属于直流系统的运行任务，并且由直流供电系统提供试验电源和备用电源。无论处于何种运行状态，用电中断也必须确保直流电源的稳定性。在正常电压下，直流系统充放电装置可以直接向直流系统供给负载，同时对蓄电池组进行充电，以此补偿蓄电池放电。直流系统大功率负载启动时，需要由蓄电池联合充放电装置共同承担电流输送任务。当发生特殊问题时，则需要通过两组蓄电池供给直流电荷，维持时间在2h左右。当发电厂电源消失后，蓄电池属于唯一有电电源，所以必须具备稳定的电源。所以在日常巡检时必须注重保护蓄电池，同时做好定期验证工作，以此提升蓄电池电力供应的稳定性。
3、案例分析
某发电厂安装发电机组数量共计为9台，装机总量为625万kW，一期工程安装机组数量为7台，485万kW装机提前一年投产，该发电厂的电气主接线为发电机，变压器组的单元接线，主变压器低压侧和发电机之间设置出口断路器，开关站采用双母线43接线方式。
4、运行方式分析
该发电厂用电采用母线独立运行模式，利用母联开关串联母线形成环形，连接方式，将外来电源作为后备电源的接线方式。
第一，在正常运行工况下，Ⅶ段母线为空载运行状态，电源为市电连接到主变压器低压侧，并加两两回线作为组件，利用发电厂用电、备用电源头切装置实现。柴油发电机主要是由10kvⅦ段经过开关接入到10kvⅠ段、Ⅱ段和Ⅵ段，将其作为组件黑启动电源。因为10kV发电机的容量只可以满足单台机组、辅助设备的运行容量需求，且燃料储备粮不足。为了缩短发电机的运行时间，在启动后及时恢复发电厂用电，必须将机组作为黑启动机组。该发电厂选择1号机组。
第二，使用400V系统运行方式，1-7号机组采用自用电、公用电Ⅱ组、Ⅲ组，照明用电、检修用电均采用分段运行模式，投入备自投装置。
为了避免发电厂电力供应丢失，应当全部下落机组闸门，在最高位置设置柴油发电机（400V），通过4011DL连接到Ⅱ段用电中，之后开启阀门操作。
5、操作步骤分析
第一，按照电网并网络运行操作的规定，当发电厂对外全部停电时，现场作业人员应当断开主系统开关。主要是在上位机位置，将所有开关断开。
第二，检查母联开关的单中断开位置，将Ⅱ段上所有负荷开关断开。
第三，启动柴油发电机（400V），并且建压稳定后，闭合开关。
第四，对1号机组电源状态进行检查，同时提升1号机组闸门。
第五，将10kV所有母线的母联开关、进线开关断开，同时将发电厂用电10kV、400V的备自投装置退出。
第六，将中控室所有次要负荷断开;10kVⅢ段负荷开关断开，同时启动柴油发电机。
第七，检查1号机组母联开关，确保其处于断开状态。柴油发电机启动后，检查10kVⅢ段、1号机组电压状态。
第八，检查1号调速器、2号压油泵。等到1号调速器油压处于稳定状态时，需要将2号压油泵切换至“切除”位，同时对1号调速器的启动状态进行监视。如果调速器油压降低至5.5MPa时，可以采用补气方式维持压油罐内部的压力。
第九：调整1号调速器增压泵运行方式，更改为自动运行方式，对其运行状态进行检查，确保油位、油压稳定;同时恢复1号机组推力外循环，高压油顶起控制系统。密切观察循环泵电源状态，检查机组油位与油压。
第十，开启上位機，使1号机处于空转状态。在同期柜上短接端子，闭合开关。1号发电机带动1号主变压器运行。
第十一，闭合10kVⅠ段进线开关，同时检查电压看，恢复1号机自用电Ⅰ供电。恢复开关站用电、公用供电与照明用电，并且确保其联络运行。密切观察公用直流、机组直流、开关站直流的供电状态。
第十二，检查开关断开位置，恢复Ⅰ段用电，提升2号机组，确保闸门全开。同时恢复2号机组联络运行，上位机自动开2号机至空转。在同期柜后短接两个端子，带动2号主变建压，以此恢复10kVⅡ段供电。
第十三，按照处理情况断开开关，同时停止柴油发电机运行，按照发电厂实际运行情况，恢复通电系统，确保其处于安全运行状态。
按照调度命令，恢复电力系统送电。
5、黑启动恢复的注意事项
在黑启动期间，必须根据负荷等级，全面考虑到电网恢复速度和稳定性，将系统频率设定在48.5-50Hz。在调度方案中罗列出负荷恢复次序和数量，确保各级供电部门可以认识到黑启动负荷供电的重要性。黑启动负荷恢复期间，必须确保电压处于标准范围，在进行操作时，应当对重要节点电压进行监测，避免影响黑启动负荷恢复效果。在恢复操作时，确保系统保留备用容量，确保备用容量大于系统发电电荷的30%。使用外网进行黑启动时，由于容量比较大，会相应提升稳定性和安全性，所以进行黑启动操作时能够恢复部分负荷;采用内网进行黑启动时，由于容量比较小，会相应减缓启动与恢复速度，降低稳定性和安全性，所以在黑启动操作过程中必须恢复负荷，同时按照机组运行状态进行操作，为了确保网络电压的稳定性，电网补偿设备应当按照电压进行投切，防止远程输送功率。
6、结束语
综上所述，电力系统应当注重发电自励磁现象，注重控制变压器励磁，以免冲击和孤岛系统的稳定性，同时注重系统潮流分布与电压调整。在黑启动操作过程中，按照负荷重要等级进行合理排序。恢复负荷期间，必须将电压控制在标准范围内，同时确保系统保留备用容量。
参考文献：
[1]钟浩，阮建雄，王凌云.考虑源荷依赖度的含分布式电源配电网黑启动策略[J/OL].电力系统及其自动化学报：1-9[2020-04-02].
[2]刘建锋，张博，夏云霞.基于自适应改进K-Means聚类算法的黑启动分区方法[J].水电能源科学，2019，37（03）：172-175+159.
[3]姚历毅，罗萍萍，项胤兴，林济铿.具有抗逆序及权重自适应的黑启动方案评估方法[J].中国电力，2019，52（03）：87-94.
[4]邓丽君，郭琦，林雪华，李书勇，黄立滨，陈钦磊.基于RTDS闭环实时仿真的电网VSC-HVDC黑启动控制策略的改进[J].南方电网技术，2018，12（09）：1-7.
[5]陈劲华，傅学东.2×300 MW火电机组黑启动柴油发电机组容量计算与运行逻辑研究[J].移动电源与车辆，2018，26（02）：1-5+9.
关键词：发电厂;黑启动方案;运行故障
黑启动主要是在电力系统发生故障后，不借助其他网络技术，通过系统自启动功能启动发电机组，以此促进电力系统运行能力恢复，所以多数发电厂的发电机组都采用黑启动电源。在应用黑启动方式时，设备机组不能出现故障问题，油位高于4/5，在黑启动操作至恢复供电时间必须控制在5分钟以内。机组冷却水是通过水泵供给，当出现停电事故后，将无法启动系统，此时应用黑启动模式可以延长运行时间。在具体应用时，应当检查机组的分闸情况，机组刀闸是否处于二段位置，闭合高压断路器，同时检查发电机出口断路器的分闸位置，确保发电机组合辅助设备处于热备用状态。由于黑启动操作和电力恢复应当在5分钟之内完成，因此必须划分不同工作人员的职责，共同做好电力服务工作。
1、黑启动需要考虑的因素和措施
发电厂电源消失后，会对启闭机油系统、高低压气机与排水设施的工作电源造成影响，还会对照明供电造成影响。如果长时间无法恢复发电厂电源，将会导致机组运行障碍。
2、黑启动需考虑的因素
第一，直流系统供电状态。发电厂的自动保护装置、继电保护装置、操作合闸和开关合闸都属于直流系统的运行任务，并且由直流供电系统提供试验电源和备用电源。无论处于何种运行状态，用电中断也必须确保直流电源的稳定性。在正常电压下，直流系统充放电装置可以直接向直流系统供给负载，同时对蓄电池组进行充电，以此补偿蓄电池放电。直流系统大功率负载启动时，需要由蓄电池联合充放电装置共同承担电流输送任务。当发生特殊问题时，则需要通过两组蓄电池供给直流电荷，维持时间在2h左右。当发电厂电源消失后，蓄电池属于唯一有电电源，所以必须具备稳定的电源。所以在日常巡检时必须注重保护蓄电池，同时做好定期验证工作，以此提升蓄电池电力供应的稳定性。
3、案例分析
某发电厂安装发电机组数量共计为9台，装机总量为625万kW，一期工程安装机组数量为7台，485万kW装机提前一年投产，该发电厂的电气主接线为发电机，变压器组的单元接线，主变压器低压侧和发电机之间设置出口断路器，开关站采用双母线43接线方式。
4、运行方式分析
该发电厂用电采用母线独立运行模式，利用母联开关串联母线形成环形，连接方式，将外来电源作为后备电源的接线方式。
第一，在正常运行工况下，Ⅶ段母线为空载运行状态，电源为市电连接到主变压器低压侧，并加两两回线作为组件，利用发电厂用电、备用电源头切装置实现。柴油发电机主要是由10kvⅦ段经过开关接入到10kvⅠ段、Ⅱ段和Ⅵ段，将其作为组件黑启动电源。因为10kV发电机的容量只可以满足单台机组、辅助设备的运行容量需求，且燃料储备粮不足。为了缩短发电机的运行时间，在启动后及时恢复发电厂用电，必须将机组作为黑启动机组。该发电厂选择1号机组。
第二，使用400V系统运行方式，1-7号机组采用自用电、公用电Ⅱ组、Ⅲ组，照明用电、检修用电均采用分段运行模式，投入备自投装置。
为了避免发电厂电力供应丢失，应当全部下落机组闸门，在最高位置设置柴油发电机（400V），通过4011DL连接到Ⅱ段用电中，之后开启阀门操作。
5、操作步骤分析
第一，按照电网并网络运行操作的规定，当发电厂对外全部停电时，现场作业人员应当断开主系统开关。主要是在上位机位置，将所有开关断开。
第二，检查母联开关的单中断开位置，将Ⅱ段上所有负荷开关断开。
第三，启动柴油发电机（400V），并且建压稳定后，闭合开关。
第四，对1号机组电源状态进行检查，同时提升1号机组闸门。
第五，将10kV所有母线的母联开关、进线开关断开，同时将发电厂用电10kV、400V的备自投装置退出。
第六，将中控室所有次要负荷断开;10kVⅢ段负荷开关断开，同时启动柴油发电机。
第七，检查1号机组母联开关，确保其处于断开状态。柴油发电机启动后，检查10kVⅢ段、1号机组电压状态。
第八，检查1号调速器、2号压油泵。等到1号调速器油压处于稳定状态时，需要将2号压油泵切换至“切除”位，同时对1号调速器的启动状态进行监视。如果调速器油压降低至5.5MPa时，可以采用补气方式维持压油罐内部的压力。
第九：调整1号调速器增压泵运行方式，更改为自动运行方式，对其运行状态进行检查，确保油位、油压稳定;同时恢复1号机组推力外循环，高压油顶起控制系统。密切观察循环泵电源状态，检查机组油位与油压。
第十，开启上位機，使1号机处于空转状态。在同期柜上短接端子，闭合开关。1号发电机带动1号主变压器运行。
第十一，闭合10kVⅠ段进线开关，同时检查电压看，恢复1号机自用电Ⅰ供电。恢复开关站用电、公用供电与照明用电，并且确保其联络运行。密切观察公用直流、机组直流、开关站直流的供电状态。
第十二，检查开关断开位置，恢复Ⅰ段用电，提升2号机组，确保闸门全开。同时恢复2号机组联络运行，上位机自动开2号机至空转。在同期柜后短接两个端子，带动2号主变建压，以此恢复10kVⅡ段供电。
第十三，按照处理情况断开开关，同时停止柴油发电机运行，按照发电厂实际运行情况，恢复通电系统，确保其处于安全运行状态。
按照调度命令，恢复电力系统送电。
5、黑启动恢复的注意事项
在黑启动期间，必须根据负荷等级，全面考虑到电网恢复速度和稳定性，将系统频率设定在48.5-50Hz。在调度方案中罗列出负荷恢复次序和数量，确保各级供电部门可以认识到黑启动负荷供电的重要性。黑启动负荷恢复期间，必须确保电压处于标准范围，在进行操作时，应当对重要节点电压进行监测，避免影响黑启动负荷恢复效果。在恢复操作时，确保系统保留备用容量，确保备用容量大于系统发电电荷的30%。使用外网进行黑启动时，由于容量比较大，会相应提升稳定性和安全性，所以进行黑启动操作时能够恢复部分负荷;采用内网进行黑启动时，由于容量比较小，会相应减缓启动与恢复速度，降低稳定性和安全性，所以在黑启动操作过程中必须恢复负荷，同时按照机组运行状态进行操作，为了确保网络电压的稳定性，电网补偿设备应当按照电压进行投切，防止远程输送功率。
6、结束语
综上所述，电力系统应当注重发电自励磁现象，注重控制变压器励磁，以免冲击和孤岛系统的稳定性，同时注重系统潮流分布与电压调整。在黑启动操作过程中，按照负荷重要等级进行合理排序。恢复负荷期间，必须将电压控制在标准范围内，同时确保系统保留备用容量。
参考文献：
[1]钟浩，阮建雄，王凌云.考虑源荷依赖度的含分布式电源配电网黑启动策略[J/OL].电力系统及其自动化学报：1-9[2020-04-02].
[2]刘建锋，张博，夏云霞.基于自适应改进K-Means聚类算法的黑启动分区方法[J].水电能源科学，2019，37（03）：172-175+159.
[3]姚历毅，罗萍萍，项胤兴，林济铿.具有抗逆序及权重自适应的黑启动方案评估方法[J].中国电力，2019，52（03）：87-94.
[4]邓丽君，郭琦，林雪华，李书勇，黄立滨，陈钦磊.基于RTDS闭环实时仿真的电网VSC-HVDC黑启动控制策略的改进[J].南方电网技术，2018，12（09）：1-7.
[5]陈劲华，傅学东.2×300 MW火电机组黑启动柴油发电机组容量计算与运行逻辑研究[J].移动电源与车辆，2018，26（02）：1-5+9.