黑启动_黑启动过程
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所谓“黑启动”，是指整个电力系统因故障停运后，通过启动系统内具有自我启动能力的机组，或通过外部电网的电力，给失去自我启动能力的机组提供厂用电，使其恢复工作。部分系统恢复后，最终整个供电系统恢复正常运行。自2003年8月14日起，短短几周内，美加大停电、伦敦大停电、悉尼大停电、马来西亚大停电、中国北京西北部油罐车爆炸致京西北区域电网发生近百小时停电等等。特别是美国当地时间2003年８月14日，美国东北部和加拿大东部联合电网发生长达29个小时的大面积停电事故提醒我们，作为电力系统安全运行的重要措施之一，研究电力系统事故后的恢复问题即“黑启动”问题具有重大的理论和实际意义。由于系统全部停电后，使其恢复供电是一件十分复杂而又耗费时间的事情。运行经验告诉我们，如果有充分而合理的事故恢复方案，可能帮助调度及生产运行人员采取适当的措施，从而大大减少停电时间；反之，可能延长停电时间，甚至进一步造成设备损坏等严重后果。例如，1982年加拿大系统735kV电网事故后恢复过程中，由于空充长线而导致末端过电压倍数太高，超过设备的绝缘水平，造成变压器和避雷器损坏。而在意大利，电网停电后根据系统恢复预案，将系统划分为几个子系统分别进行恢复，在满足一定的条件以后将各个子系统进行并网，在30分钟内将系统完全恢复。两个事例告诉我们有准备的进行事故后黑启动可以在很短的时间内将
1系统恢复送电、减少停电时间，具有显著的经济效益。在我国，黑启动问题的研究出于初步阶段，华北电网对黑启动进行了比较详细而全面的研究，不仅对恢复方案进行了计算分析，并且在2000年5月5日华北电网利用十三陵水电机组进行了“黑启动” 试验，这在国内尚属首次，根据试验结果，华北局制订了华北电网“黑启动“的方案，并作为调度部门的一套事故预案。华中电网对黑启动进行了比较详细而全面的研究，不仅对恢复方案进行了计算分析，并且在2003年3月19日利用在葛洲坝电厂、隔河岩电厂水电机组进行了“黑启动” 试验，这在国内继华北电网后的又一次试验，根据试验结果，华中局制订了华中电网“黑启动“的方案，并作为调度部门的一套事故预案。云南电力集团公司牵头组织了漫湾电厂、昆明电厂、以礼河电厂、昆明供电局等有关单位，在2003年11月9日进行了云南电网的黑启动试验，试验选择研究的黑启动方案之中最为复杂、最具有代表性的一个方案作为试验网络。采用漫湾电厂机组自启动后，零起升压方式和全电压冲击两种方式恢复以500千伏、220千伏和110千伏输变电系统构成的比较复杂的目标网架，实现利用有自启动能力的黑启动电源恢复启动无自启动能力的昆明电厂火电机组和以礼河电厂水电机组的方案，完成试验系统的孤岛并列。试验全面模拟了电网黑启动后的整个恢复过程。采用“零起升压”方式来恢复黑启动的“目标电网”，有效防止电网恢复过程中的过电压问题和对变压器冲击造成的二次谐振等危及设备安全的重要技术，检验了单台发电机经空载长线路充电的过电压问题。检验由于水电机组和火电机组调速特性的差异，在单台水电机组和单台火电机组并网运行后的稳定性问题。检验黑启动过程中孤岛并列的可行性，同时还校核《云南电网“黑启动”分析计算报告》中计算结果的正确性，全面掌握黑启动过程中的每一操作步骤的实施要点。2003年9月22日，西北电网在大量研究和反复论证的基础上，成功地进行了西北电网的首次黑启动试验。采用龙羊峡水电厂作为黑启动试验的电源，试验路径为龙羊峡水电厂4号发变组--龙羊峡水电站330千伏III母线--330千伏龙羊峡至花园II线--330千伏花园1号主变及其110千伏部分负荷。利用龙羊峡水电厂4号机组停机与电网解列后，在无外接厂用电源的情况下自启动成功，输电线路向花园变电站成功充电，并与西北主网同期并网。另外，华东电力局以天荒坪抽水蓄能电厂为启动电源，对系统恢复方案进行了计算分析；内蒙西部电网制定了利用万家寨水利枢纽工程作为黑启动电源方案，并对系统恢复方案进行了计算分析研究；南方电网也制定出了 “黑启动”方案，并以此作为出现事故后恢复电网运行的应急预案；山东电网、湖北电网、海南电网、贵州电网、广西电网等均制定了“黑启动”方案。2005年9月２６日清晨１时左右，第１８号台风“达维”风
力的不断加强对海南电力设施造成了严重破坏，引发了部分电厂连续跳机解列，最终系统全部瓦解，导致罕见的全省范围大面积停电。系统瓦解前，海南电网并网运行的统调电厂共５个，分别是海口电厂、洋浦电厂、南山电厂、大广坝电厂、牛路岭电厂。清澜电厂备用。１时２１分，海南电网主力电厂洋浦电厂出现原因未明的机组故障停机。随即，引发海口电厂两台１２．５万千瓦机组解列。几乎同一时间，南山电厂发电机组也被迫退出运行。而在此前，牛路岭电厂因三条送出线路全部故障中断输电，造成该厂已与主网中断联络。至此，海南电网仅剩大广坝电厂发电机组带有７万负荷，系统面临随时瘫痪的威胁。１时２５分，“单机单网”运行的大广坝电厂发电机组也被迫与系统解列。至此，海南电网全面瓦解。重大危情发生后，海南电网公司立即按照预定方案，首次紧急启用“黑启动”方案，这是国内迄今为止除演练以外的第一次。为尽快实现电网“黑启动”，争取时间尽快恢复供电，海南电网公司同时启动多套“黑启动”电源方案：一是启动位于儋州的南丰水电站（小水电），通过西部电源分片启动系统供电；二是启动南部电网的南山电厂发电机组，为海口电厂提供启动电源；三是再次强送牛路岭电厂送出线路，为海口电厂提供启动电源；四是通过金海浆纸企业自备电厂（故障前该厂与主网解列运行，正常发电），为海口电厂提供启动电源；五是启动大广坝电厂，通
过鹅毛岭、洛基变电站送电海口电厂，以逐步恢复系统运行。在以上五套方案的实施过程中，启动南山电厂方案，由于给其送电的响水电站送出线路电压过高跳闸，不得不放弃；由牛路岭电厂作为东部电网黑启动电源的方案，由于送出线路故障不成功。在剩下的三套方案中，首选方案是“金海浆纸”自备电厂，因为该厂机组处于正常运行中，只需与主网联络，可望通过其逐步恢复系统供电的速度最快。而要启动大广坝和南丰电厂方案，由渠首电站机组发电带大广坝电厂厂用电，由南丰电厂自启动，启动时间都相对比较长。由于事前准备预防工作充分，就在海南电网正式下令“黑启动”命令后的仅１小时２５分，就有电厂宣告成功“黑启动”，系统开始逐步恢复供电。２时５０分，南丰水电站发电机组第一个“黑启动”成功，并通过１１０千伏那南线－－那金线－－金马线，给海口电厂送上厂用电。保证了海口电厂两台１２．５万千瓦机组没有因为安全威胁而损坏。但由于南丰电站发电机组送出负荷只有５０００千瓦，不能满足海口电厂至少１００００千瓦厂用电负荷的需求，海口电厂仍无法启动。紧接着，２时５８分，大广坝电厂启动２号发电机组“黑启动”成功，并通过２２０千伏大鹅线－鹅洛线－洛玉线－马玉线，给海口电厂送厂用电。至此，海口电厂具备启动发电机组的厂用电源，进入全面启动状态。４时２６分，“金海浆纸”自备电厂成功向主网供电，同样通过２２
０千伏大鹅线－鹅洛线－洛玉线－马玉线，给海口电厂送厂用电。５时２０分，洋浦电厂１２号燃机“黑启动”成功。至此，历时４小时的“黑启动”和恢复供电工作取得了较大进展。由于多个电厂“黑启动”成功，至５时２６分，海南电网部分变电站和主线路开始恢复供电。第一批的省委省政府、省“三防办”、电力调度指挥中心、新闻单位等重要用户已经恢复供电。实践再一次证明，有准备的进行事故后黑启动可以在很短的时间内将系统恢复送电、减少停电时间，具有显著的社会效益和经济效益。
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