［論文關鍵詞］系統(tǒng)；黑啟動；注意事項

　　［論文摘要］電網一旦發(fā)生大停電事故，應快速穩(wěn)定地恢復系統(tǒng)供電。文章分析黑啟動恢復過程中需要注意的一些事項，保證電網安全的運行。

　　 電網“黑啟動”是指整個電網因故障崩潰停運后，系統(tǒng)全部停電，處于全“黑”狀態(tài)，此時通過系統(tǒng)中具有自啟動能力機組的啟動和外來電源，帶動無自啟動能力的機組，逐步擴大系統(tǒng)的恢復范圍，最終實現整個系統(tǒng)的恢復和正常供電。

　　
　　一、黑啟動原則
　　

　　 （一）目標要求
　　 電力系統(tǒng)黑啟動是指在系統(tǒng)全停的情況下，利用系統(tǒng)外電源或系統(tǒng)內具有自啟動能力的機組逐步恢復系統(tǒng)正常運行的過程。電力系統(tǒng)恢復的總目標是在最短時間內使系統(tǒng)恢復帶負荷的能力，具體要求有兩個：盡可能地用最小啟動功率啟動機組；制定嚴格的操作票制度，實現操作步驟最少。

　　 （二）恢復方法
　　 一般電網全停后主要靠兩種方法來恢復：從周邊還有電源的系統(tǒng)取得電源，用來恢復本地區(qū)的電網網架和啟動本地區(qū)的主要電廠；利用本電網區(qū)域內的、具有自啟動能力的電廠首先啟動，然后再逐步恢復系統(tǒng)。

　　 （三）方案的制定
　　 在制定黑啟動方案時需考慮下列原則：路徑中電壓轉換的次數盡量少；每個方案的路徑長度盡可能短；盡量先啟動離重要負荷近的機組；每個方案開關操作次數盡量少；每個方案在啟動容量允許的前提下，要選擇被啟動機組的容量盡量大；便于主網架的快速恢復。

　　 （四）子系統(tǒng)劃分
　　 針對黑啟動的具體情況，黑啟動時可以將電網劃分成為多個子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)內部可以同時進行黑啟動操作，以加速全系統(tǒng)的恢復。每一個子系統(tǒng)都應有1個主網架，包括子系統(tǒng)內的黑啟動電源、主要電廠、樞紐變電站和重要負荷。子系統(tǒng)劃分原則如下：根據電網結構特點和黑啟動電源所在的位置合理劃分子系統(tǒng)；各子系統(tǒng)至少有1個黑啟動電源并具有較好的調頻調壓手段；各子系統(tǒng)應具有明確可靠的同期并列點，子系統(tǒng)之間具有的合環(huán)點需要明確。

　　 （五）電源電廠的選擇
　　 選擇黑啟動電源的電廠時應遵循下列原則：盡量選擇調節(jié)性能好的、啟動速度快、具備進相運行能力的機組；優(yōu)先選用直調電廠作為啟動電源，其次選用用戶電源；盡量選擇接入較高電壓等級的電廠；有利于快速恢復其他電源的電廠；距離負荷中心近的電廠。

　　 （六）恢復過程
　　 黑啟動中可以把恢復過程分為三個階段：形成獨立的子系統(tǒng)；各子系統(tǒng)的并列與合環(huán)；負荷的恢復，最終電網全面恢復正常運行。
　　
　　二、負荷恢復中的注意事項
　　
　　 第一，黑啟動過程中，應當按照負荷的重要等級，并考慮電網的穩(wěn)定及恢復速度有序恢復，在負荷恢復的過程中，系統(tǒng)頻率應控制在49. 5～50. 5 Hz 之間。在調度操作方案中應列出負荷恢復的優(yōu)先次序和數量，優(yōu)先保證各級電力調度機構、電廠、通訊部門、黨政機關、重點廠礦企業(yè)的保安負荷等重要負荷的供電。
　　 第二，負荷恢復過程中，電壓應控制在0. 9～1.1p . u. 之間。每一步操作都需要監(jiān)測重要節(jié)點的電壓水平，否則極易導致黑啟動失敗。
　　 第三，負荷恢復過程中，系統(tǒng)應留有一定的旋轉備用容量，旋轉備用容量一般不低于系統(tǒng)發(fā)電負荷的30 %。
　　 第四，采用外網黑啟動時，其容量較大、安全穩(wěn)定余度較高，故黑啟動的同時即可恢復部分負荷；采用內部自啟動電源進行黑啟動時，其容量較小、啟動及恢復速度較慢、安全穩(wěn)定余度較低，故黑啟動的同時可恢復的負荷要根據機組的容量及運行要求，密切配合調度人員和電廠運行人員逐步恢復，不能操之過急。
　　 第五，為了保證電網的電壓水平，要求電網中的無功補償設備能根據電壓情況進行必要投切，避免遠距離輸送無功功率。

　三、系統(tǒng)要求

　　
　　 （一）初始狀態(tài)
　　 黑啟動調度操作方案中應根據其路徑方案明確各黑啟動機組、被啟動機組的初始狀態(tài)，以及各廠站上的初始狀態(tài)。對各廠站的黑啟動初始狀態(tài)安排中，要有防止非同期合閘的操作及措施。黑啟動機組、被啟動機組的初始狀態(tài)應保證直流及安全控制回路正常、機組的各參數正常、具備黑啟動條件。黑啟動路徑中各變電站應按照預定方案倒為黑啟動初始運行方式，可以直接由外部受電，并可作為下一級廠站的電源。

　　 （二）二次系統(tǒng)
　　 1．直流系統(tǒng)
　　 電網黑啟動過程中，各調度機構及廠站應加強對直流系統(tǒng)的監(jiān)視和維護，采取減少直流負荷的措施，延長直流電源的供電時間，一般情況下應大于4小時。若變電站停電時間過長，直流電源已耗盡，將會造成斷路器和隔離開關等設備無法進行自動操作，從而導致黑啟動時間延長、延緩整個電網的恢復過程。
　　
　　2. 電網黑啟動過程中，各級調度機構及廠站應保持通信暢通，若不能直接聯系，可以通過第三方聯系。但系統(tǒng)全停時，通信系統(tǒng)應立即按照應急機制啟動通信應急預案，保證調度電話和繼電保護通道的暢通。

　　 3．繼電保護
　　 電網黑啟動過程中，各保護應充分考慮系統(tǒng)電源問題，以保證在黑啟動過程中快速切除故障。對繼電保護的要求為：重合閘應退出運行；過電壓保護必須投入；低電壓和低周保護(低周保護是當電源頻率低于設定值時，保護電路就動作，并發(fā)出報警信號) 停用。

　　 4．安全自動裝置
　　 系統(tǒng)全停后，原則上退出區(qū)域穩(wěn)控裝置中的切除機組、切除負荷出口壓板，就地穩(wěn)控裝置的運行狀態(tài)不變。

　　 5．調度自動化
　　 電網黑啟動過程中，調度自動化系統(tǒng)應立即按照應急機制啟動自動化應急預案，保證自動化信息的準確、可靠。

　　
　　四、黑啟動決策支持系統(tǒng)

　　
　　 （一）人工制定黑啟動方案的弊端
　　 目前黑啟動方案總體制定一般是根據系統(tǒng)的具體情況，人工選擇一條或幾條黑啟動路徑，然后借助各種電力系統(tǒng)分析軟件對黑啟動過程中所涉及的不同問題分別進行分析校驗，確定可行的方案。但是人工制定方案有很大弊端：首先，黑啟動方案的制定需要進行大量的系算分析，靠人工對初選方案進行分析比較，確定可行方案過程復雜，而且所能研究的方案數量有限，很難得到最優(yōu)的方案；其次，由于系統(tǒng)運行情況的多變性，已制定的黑啟動方案難以及時更新，不能適應新的系統(tǒng)結構和運行方式，影響黑啟動方案的可用性。

　　 （二）黑啟動決策支持系統(tǒng)的優(yōu)勢
　　 為了克服人工制定黑啟動方案的不足，根據黑啟動的特點，借助人工智能搜索技術，并結合傳統(tǒng)的數值計算方法和優(yōu)化規(guī)劃技術設計的一種黑啟動決策支持系統(tǒng)，可為調度人員提供一個科學、直觀的決策依據。決策支持系統(tǒng)的一個顯著優(yōu)點是：方案制定者可根據系統(tǒng)的實際狀態(tài)，及時快速地修正黑啟動方案庫。

　　 （三）黑啟動決策支持系統(tǒng)特性及發(fā)展方向
　　 通常設計的黑啟動決策支持系統(tǒng)需要具有較強的抗干擾能力、自學習能力、良好的可維護性和靈活處理恢復中遇到的各類實際問題的能力。隨著電網規(guī)模越來越大，建立自適應的黑啟動策略將成為一個趨勢。
　　

　　五、結語

　　
　　 伴隨著電網規(guī)模的擴大，電網事故的幾率也在增大，造成電網大面積停電的原因變得越來越復雜。若電網發(fā)生大面積停電甚至全部停電事故，其恢復的難度遠大于因設備故障而造成的個別地區(qū)部分停電。因此，除了加強電網建設和安全，還要做到防患于未然，對電力系統(tǒng)黑啟動進行深入的研究，一旦發(fā)生電網全停或者大面積停電事故，電網黑啟動預案將發(fā)揮極其重要的作用。
　　
　

          參考文獻

　　［1］蔡述濤，張堯，荊朝霞. 地區(qū)電網黑啟動方案的制定［J］.電力系統(tǒng)自動化，2005，29(12).
　　［2］諶軍，曾勇剛，楊晉柏，等. 南方電網黑啟動方案［J］.電力系統(tǒng)自動化，2006，30(9).