【技術(shù)分享】什么是發(fā)電機(jī)組黑啟動？
發(fā)布時間：2016-11-11 點(diǎn)擊次數(shù)： 【打印】
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大面積停電后的系統(tǒng)自恢復(fù)通俗地稱為黑啟動。
所謂黑啟動，是指整個系統(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)中具有自啟動能力的發(fā)電機(jī)組啟動，帶動無自啟動能力的發(fā)電機(jī)組，逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的恢復(fù)。
黑啟動的關(guān)鍵是電源點(diǎn)的啟動，水輪發(fā)電機(jī)組與火電、核電機(jī)組相比，具有輔助設(shè)備簡單、廠用電少，啟動速度快等優(yōu)點(diǎn)，理所當(dāng)然成為黑啟動電源的首選。
水電站的黑啟動是指在無廠用交流電的情況下，僅僅利用電廠儲存的兩種能量——直流系統(tǒng)蓄電池儲存的電能量和液壓系統(tǒng)儲存的液壓能量，完成機(jī)組自啟動，對內(nèi)恢復(fù)廠用電，對外配合電網(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)黑啟動措施，將大大減少電網(wǎng)停電時間，盡快恢復(fù)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。
在正式下達(dá)“黑啟動”命令后僅1 h25 min，就有電廠宣告“黑啟動”成功，系統(tǒng)開始逐步恢復(fù)供電。
1、黑啟動（Black-Start）
指整個系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，不依賴別的網(wǎng)絡(luò)的幫助，通過系統(tǒng)中具有自啟動能力的機(jī)組的啟動，帶動無自啟動能力的機(jī)組，逐步擴(kuò)大電力系統(tǒng)的恢復(fù)范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個電力系統(tǒng)的恢復(fù)。
2、黑啟動方案
指電力系統(tǒng)發(fā)生大規(guī)模停電后，盡快有序地恢復(fù)或重構(gòu)一種新的穩(wěn)定運(yùn)行方式的預(yù)案和實(shí)操方案。
3、黑啟動電源
電網(wǎng)黑啟動電源，即具有自啟動能力的機(jī)組，它可以在無外界幫助下，停運(yùn)后能快速恢復(fù)發(fā)電，通過輸電線送啟動功率至其他機(jī)組，帶動其他機(jī)組。
(1)水電機(jī)組（包括抽水蓄能電廠）作啟動電源最為方便。水輪發(fā)電機(jī)組沒有復(fù)雜的輔機(jī)系統(tǒng)，廠用電少，啟動速度快，是方便、理想的黑啟動電源。水電廠還具備良好的調(diào)頻和調(diào)壓能力。但應(yīng)注意徑流式水電機(jī)組由于受豐枯水影響，可能在某些時候無法啟動。
(2)火電機(jī)組也可以作為啟動電源。如燃油發(fā)電機(jī)可以在自備柴油發(fā)電機(jī)啟動的情況下實(shí)現(xiàn)快速啟動。此外，某些火電廠在外部電網(wǎng)失電時可實(shí)現(xiàn)自保廠用電。這些電廠均可以作為黑啟動電源。
4、黑啟動原則
(l)選擇黑啟動電源
應(yīng)根據(jù)預(yù)案和當(dāng)前實(shí)際情況靈活選擇。
(2)恢復(fù)重要的負(fù)荷
a.首先啟動黑啟動電源附近的大容量機(jī)組；
b.重要樞紐變電站，特別是站內(nèi)自備電源不足，且正常站內(nèi)用電取自高壓側(cè)母線的變電站；
c.重要用戶，如電力調(diào)度中心、政府機(jī)關(guān)、電信及移動通訊等；其中，由于政府機(jī)關(guān)、電力調(diào)度中心和通訊部門在黑啟動過程中扮演決策、指揮、調(diào)度和通訊的重要角色，應(yīng)考慮優(yōu)先保證送電。
5、黑啟動過程
(1)準(zhǔn)備階段：
調(diào)度員根據(jù)所了解及反饋的信息準(zhǔn)確判斷電網(wǎng)已大面積停電；各廠站自行啟動事故備用電源(柴油機(jī)或蓄電池)，確保主機(jī)、主設(shè)備安全，確保直流操作電源及通信、監(jiān)控系統(tǒng)電源；為保證系統(tǒng)迅速可*地恢復(fù)，各廠站按規(guī)定執(zhí)行本廠站初始可控態(tài)；各具備黑啟動能力機(jī)組的自啟動等。
(2)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)階段：
即由黑啟動機(jī)組向輸電線路充電，建立各小網(wǎng)；各小網(wǎng)建立后再擴(kuò)大與合并；逐步完成網(wǎng)絡(luò)重建。在這一階段應(yīng)著重考慮可能出現(xiàn)的變壓器勵磁涌流問題、空載設(shè)備(線路或變壓器)的過電壓問題(操作過電壓、工頻過電壓及諧振過電壓等)、事故恢復(fù)過程中的有功平衡及無功平衡問題，以及事故恢復(fù)中并列或合環(huán)點(diǎn)的選擇問題等；
(3)負(fù)荷恢復(fù)階段：
即負(fù)荷的盡快恢復(fù)。在這一階段著重應(yīng)考慮系統(tǒng)初步恢復(fù)后的潮流及穩(wěn)定校驗問題，繼電保護(hù)的校核問題。前兩個階段中，負(fù)荷恢復(fù)是作為手段，保證系統(tǒng)頻率和電壓穩(wěn)定，建立相應(yīng)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力高度設(shè)備正常運(yùn)行；后一個階段負(fù)荷恢復(fù)是目標(biāo)，以快速大面積供電，減少由大面積停電帶來的損失。
６、電力系統(tǒng)黑啟動過程中的科學(xué)問題
(l)黑啟動初期的科學(xué)問題
a.發(fā)電機(jī)自勵磁現(xiàn)象及防治方法
b.變壓器的勵磁涌流沖擊及孤島系統(tǒng)的穩(wěn)定控制
c.空載線路合閘操作過電壓和絕緣配合問題
d.空載或低載情況下的無功充裕問題和電壓調(diào)整方法
(2)黑啟動中后期的科學(xué)問題
a.小系統(tǒng)的潮流分布和電壓調(diào)整
b.低負(fù)荷水平下的小系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性及控制
c.低負(fù)荷水平下的小系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性及控制
d.孤立系統(tǒng)之間的合環(huán)點(diǎn)和孤立電網(wǎng)并列的優(yōu)化選擇
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