（惠州蓄能水电厂 广东惠州 516100）
摘要：随着社会经济的发展,当今社会对电力供应的依赖性越来越大,一旦发生大面积停电事故,将会造成巨大的社会影响和经济损失,甚至危及国家安全。因此,对电网黑启动问题的研究显得十分必要。本文将介绍惠蓄电站在电网全黑的情况下如何进行厂用电恢复、蓄能机组黑启动及对外恢复供电的过程策略及其实施过程。
关键词：惠蓄电站、黑启动、抽水蓄能
1 引言
黑启动，是指整个系统因故障停运后，系统全部停电(不排除孤立小电网仍维持运行)，处于全“黑”状态，不依赖别的网络帮助，通过系统中具有自启动能力的发电机组启动，带动无自启动能力的发电机组，逐渐扩大系统恢复范围，最终实现整个系统的恢复。
2 惠蓄电站概述
惠蓄电站地处粤东负荷中心区，建设伊始就考虑作为南方电网的重要黑启动电源点来设计、建设，其机组的黑启动能力是南方电网的重要应急技术手段之一。
惠蓄电站共建有8台可逆式蓄能机组，分为A、B两厂，A厂为#1-#4机组，B厂为#5-#8机组，单机容量为300MW。惠蓄电站建有黑启动小水电，为两台1000kW小水电机组。通过长约4.3km 10kV电缆接入惠蓄电厂10kV备用母线A段，向主厂房提供保安和黑启动电源。
惠蓄电站通过3条500kV出线（能博线、能福甲线、能福乙线）接入广东电网博罗站和福园站，其中能博线输电距离约17km，能福甲乙线为单塔双回布置，输电距离约36km。架空线型号4*LGJ-300/40。
3惠蓄电站黑启动的原则和阶段划分
惠蓄电站黑启动的原则为先自保，再输出。只要经调度确认电网全黑，惠蓄电站运维人员可自行将电站隔离出来并启动黑启动小水电机组恢复电厂厂用电系统，并以黑启动模式启动蓄能机组带主变及厂用电空载运行（厂用电自保）；随后根据调度令，选择对外恢复供电线路和方式恢复对外供电。
惠蓄电站黑启动阶段划分：
（1）黑启动准备阶段。此阶段主要进行整个电站的隔离工作，将其从电网系统中隔离出来。
（2）黑启动小水电带厂用电阶段。此阶段主要是启动小水电机组恢复厂用电，为蓄能机组启动做好准备。
（3）蓄能机组黑启动阶段。此阶段利用小水电为蓄能机组辅助系统供电完成机组黑启动模式启动，蓄能机组带主变零起升压并将厂用电切换至蓄能机组供电。此时蓄能机组完成自保。
（4）对外恢复供电阶段。黑启动模式的发变组根据调令，通过500kV开关及线路对外恢复供电。其他蓄能机组则以发电工况启动并网，向系统增加出力。
4黑启动各阶段启动条件及过程分析
下面将对整个黑启动过程进行详细的介绍。
（1）黑启动准备阶段
电厂值班人员在确认惠蓄电站500kV开关站及象山站备用电源全部失压后，向南网总调确认电网处于全黑状况时，发起电站黑启动应急流程。随即进行全厂对外隔离，值班员将全部500kV开关分闸、确认10kV第一备用电源象山站方向进线无压且开关分闸。
（2）黑启动小水电带厂用电阶段
在黑启动条件下将厂用电负荷按照重要性分成两类：重要（如机组动力盘）和非重要负荷（如通风空调）。倒换逻辑修改为重要负荷在厂用电黑启动模式下带时间间隔的先后顺序投入，避免负荷冲击；非重要负荷则在厂用电黑启动模式下不投入，以减轻小水电机组的出力。在这里，需要指出的是直流充电负荷在此过程不能投入，蓄电池和UPS充电时，有功及无功的冲击都比较大，超出了小水电机组调节能力，不利于蓄能机组的启动。由于厂房厂用电恢复后会立即启动蓄能机组带厂用电，直流及UPS也不会失压。
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小水电黑启动条件：黑启动小水电机组处于无故障准备好状态、出口断路器及出线开关正常，蓄能机组地下厂房厂用电系统黑启动模式。
电厂值班员操作惠蓄电站控制程序进入黑启动流程。此阶段利用小水电电站直流及UPS系统启动小水电机组，此时小水电机组带变压及至厂房备用母线10kV电缆零起升压，备用母线进线开关检测到有压后，备自投装置自动倒换厂用电，届时A、B厂厂用电重要负荷恢复，此过程也称为厂用电的黑启动过程。图二仅显示小水电10kV出线至A厂备用母线单线图，备用母线带压后通过联络开关自动将电送至A、B厂10kV厂用电主母线，随即通过备自投使各重要负荷带电。
（3）蓄能机组黑启动阶段
小水电机组稳定厂用电重要负荷后，厂房内蓄能机组辅机系统也恢复正常供电，此时值班员依据调度令选择某一台机组进行黑启动模式启动（即选择相应厂高变进线开关）。
蓄能机组黑启动条件：所有500kV开关处于分闸状态，500kV开关站母线及出线均无压，厂用电主用电方向及第一备用电方向10kV线路无压，蓄能机组永久、机械及电气条件，对应蓄能机组厂高变开关合闸。
值班员在控制画面选择选定的蓄能机组“BS”工况启动，发变组将以零起升压的方式进行启动，在机组电压到达额定电压的90%时，蓄能机组所在厂房厂用电倒换至蓄能机组供电，期间蓄能机组辅机系统短暂失电，但在合理的厂用电倒换逻辑和机组控制设定下可避免误跳闸，保证BS模式能够正常执行。而另一厂房厂用电继续由小水电供电，保证此台机组启动失败后，可继续启动另一厂房的蓄能机组BS工况。此外，故障机组所在厂房的厂用电将重新自动倒换至小水电供电，为下一次改厂房内其他机组启动做好准备。此阶段，应急人员需要密切关注机组及辅助系统(包括直流及UPS、高压气和外围系统)的运行状态，值班员向调度汇报本厂情况，等待回复对外供电命令。
（4）恢复对外供电阶段
此阶段主要为与调度配合选择合适的输电线路对外恢复供电的过程，惠蓄电站值班员根据调度的要求对开关站设备进行充电，随后向选定的输电线路供电，此后区域小电网系统建立，BS工况的蓄能机组调速系统工作在孤网模式，进行定频率控制。图四为惠蓄电站调度图。
同时，系统内各负荷依照调度令分阶段恢复供电，此过程中，惠蓄电站其他机组将以发电工况进行启动并网，与BS模式的那台机组一同向系统供电。
5结语
综上所述，惠蓄电站除了具备调峰调频、事故备用等常规能力外，在电网故障全黑条件下，通过电站自身的快速恢复，恢复电网。
惠蓄电站建成后的两次黑启动试验，验证惠蓄电厂能够在1小时内恢复厂用电供电，而随后的蓄能机组启动则更快，BS工况5分钟内可以完成启动。试验证明，惠蓄电站具有相当快速的黑启动能力，为极端情况下的电网恢复供电提供有力的帮助，降低停电事故带来的危害。
本文根据过去惠蓄电站进行的黑启动试验结果和程序控制逻辑着重介绍了惠蓄电站黑启动主要过程和内容，实际上还需要其他相关辅助系统和人员的密切配合才能使惠蓄电站快速地实现自保和恢复对外供电，同时还有很多需要注意的问题（如机组BS工况的稳定性等问题）未及详细讨论，限于篇幅和笔者水平，这里不再讲述。
参考文献
[1]胡文伟,水电站的黑启动方案.云南水力发电.2005,(4).
[2]胡信明,水电厂的黑启动.贵州水力发电.2003,(2).
[3]杨兴富,龙滩水电厂的黑启动分析.红水河.2009,(5).
[4]谌军等,南方电网黑启动方案.电力系统自动化.2006,(9).
[5]李继红, 倪秋龙, 金啸虎. 浙江电网黑启动方案编制研究.华东电力, 2006,( 1 ).
[6]张悦, 山西电网黑启动方案研究. 山西电力, 2004,(6) .
[7]陈国庆, 大型水力发电厂黑启动研究. 电力系统自动化,2003,(10).
论文作者:彭纬伟, 林晔篁
论文发表刊物:《电力设备》2016年第4期
论文发表时间:2016/6/6
标签：机组论文; 电站论文; 小水电论文; 电网论文; 阶段论文; 系统论文; 母线论文; 《电力设备》2016年第4期论文;