【技術分享】什么是發電機組黑啟動？
發布時間：2016-11-11 點擊次數： 【打印】
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大面積停電后的系統自恢復通俗地稱為黑啟動。
所謂黑啟動，是指整個系統因故障停運后，系統全部停電(不排除孤立小電網仍維持運行)，處于全“黑”狀態，不依賴別的網絡幫助，通過系統中具有自啟動能力的發電機組啟動，帶動無自啟動能力的發電機組，逐漸擴大系統恢復范圍，最終實現整個系統的恢復。
黑啟動的關鍵是電源點的啟動，水輪發電機組與火電、核電機組相比，具有輔助設備簡單、廠用電少，啟動速度快等優點，理所當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——直流系統蓄電池儲存的電能量和液壓系統儲存的液壓能量，完成機組自啟動，對內恢復廠用電，對外配合電網調度恢復電網運行。
機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自救的必要措施，也是電網發展的需要。
在電網大面積停電后，采取電網黑啟動措施，將大大減少電網停電時間，盡快恢復電網的正常運行。
在正式下達“黑啟動”命令后僅1 h25 min，就有電廠宣告“黑啟動”成功，系統開始逐步恢復供電。
1、黑啟動（Black-Start）
指整個系統因故障停運后，不依賴別的網絡的幫助，通過系統中具有自啟動能力的機組的啟動，帶動無自啟動能力的機組，逐步擴大電力系統的恢復范圍，最終實現整個電力系統的恢復。
2、黑啟動方案
指電力系統發生大規模停電后，盡快有序地恢復或重構一種新的穩定運行方式的預案和實操方案。
3、黑啟動電源
電網黑啟動電源，即具有自啟動能力的機組，它可以在無外界幫助下，停運后能快速恢復發電，通過輸電線送啟動功率至其他機組，帶動其他機組。
(1)水電機組（包括抽水蓄能電廠）作啟動電源最為方便。水輪發電機組沒有復雜的輔機系統，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頻和調壓能力。但應注意徑流式水電機組由于受豐枯水影響，可能在某些時候無法啟動。
(2)火電機組也可以作為啟動電源。如燃油發電機可以在自備柴油發電機啟動的情況下實現快速啟動。此外，某些火電廠在外部電網失電時可實現自保廠用電。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
應根據預案和當前實際情況靈活選擇。
(2)恢復重要的負荷
a.首先啟動黑啟動電源附近的大容量機組；
b.重要樞紐變電站，特別是站內自備電源不足，且正常站內用電取自高壓側母線的變電站；
c.重要用戶，如電力調度中心、政府機關、電信及移動通訊等；其中，由于政府機關、電力調度中心和通訊部門在黑啟動過程中扮演決策、指揮、調度和通訊的重要角色，應考慮優先保證送電。
5、黑啟動過程
(1)準備階段：
調度員根據所了解及反饋的信息準確判斷電網已大面積停電；各廠站自行啟動事故備用電源(柴油機或蓄電池)，確保主機、主設備安全，確保直流操作電源及通信、監控系統電源；為保證系統迅速可*地恢復，各廠站按規定執行本廠站初始可控態；各具備黑啟動能力機組的自啟動等。
(2)網絡恢復階段：
即由黑啟動機組向輸電線路充電，建立各小網；各小網建立后再擴大與合并；逐步完成網絡重建。在這一階段應著重考慮可能出現的變壓器勵磁涌流問題、空載設備(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)、事故恢復過程中的有功平衡及無功平衡問題，以及事故恢復中并列或合環點的選擇問題等；
(3)負荷恢復階段：
即負荷的盡快恢復。在這一階段著重應考慮系統初步恢復后的潮流及穩定校驗問題，繼電保護的校核問題。前兩個階段中，負荷恢復是作為手段，保證系統頻率和電壓穩定，建立相應子系統，實現電力高度設備正常運行；后一個階段負荷恢復是目標，以快速大面積供電，減少由大面積停電帶來的損失。
６、電力系統黑啟動過程中的科學問題
(l)黑啟動初期的科學問題
a.發電機自勵磁現象及防治方法
b.變壓器的勵磁涌流沖擊及孤島系統的穩定控制
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整方法
(2)黑啟動中后期的科學問題
a.小系統的潮流分布和電壓調整
b.低負荷水平下的小系統的靜態穩定性及控制
c.低負荷水平下的小系統的暫態穩定性及控制
d.孤立系統之間的合環點和孤立電網并列的優化選擇
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