電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)課件

1、電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)電力科吳民一、概述電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)：系統(tǒng)全部停電（不排除孤立小系統(tǒng)仍維持運(yùn)行）后，迅速恢復(fù)供電的方式，其內(nèi)容包括系統(tǒng)中部分發(fā)電機(jī)組利用自身的動(dòng)力資源（柴油機(jī)、水利資源等）或利用外來(lái)電源使發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)并達(dá)到額定轉(zhuǎn)速和建立正常電壓，有步驟地恢復(fù)電網(wǎng)運(yùn)行和用戶供電。黑啟動(dòng)：電力系統(tǒng)安全措施的最后一條現(xiàn)代大型電力系統(tǒng)，黑啟動(dòng)是一件復(fù)雜而費(fèi)時(shí)的事情。黑啟動(dòng)順利與否，重要的一點(diǎn)是使系統(tǒng)的恢復(fù)過(guò)程處于事先預(yù)定的可控狀態(tài)下。所以應(yīng)有充分而合理的黑啟動(dòng)方案。黑啟動(dòng)的關(guān)鍵的啟動(dòng)電源，為加快恢復(fù)過(guò)程，應(yīng)對(duì)電網(wǎng)分區(qū)，一個(gè)分區(qū)設(shè)一至二處黑啟動(dòng)電源。在啟動(dòng)電源上，水電機(jī)組由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)復(fù)雜的輔機(jī)系統(tǒng)、廠用電

2、少、啟動(dòng)速度快，因而是是理想的首選。浙江電網(wǎng)如全停后，分為5個(gè)分區(qū)， 烏溪江區(qū)域（包括500KV雙龍變） 緊水灘（包括珊溪）區(qū)域； 浙北區(qū)域（包括500KV瓶窯變） 寧波溪口區(qū)域 舟山區(qū)域各子系統(tǒng)中具有自啟動(dòng)能力的機(jī)組啟動(dòng)后應(yīng)創(chuàng)造條件盡快帶動(dòng)其它機(jī)組啟動(dòng)，盡快完成各機(jī)組之間的同期并列運(yùn)行。最后，各子系統(tǒng)之間在事先確定的同期點(diǎn)實(shí)現(xiàn)同期并列，逐步完成全系統(tǒng)的恢復(fù)。 黑啟動(dòng)過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題：發(fā)電機(jī)的自勵(lì)磁：當(dāng)發(fā)電機(jī)外電路為容性時(shí)，容性電流對(duì)發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)可能起助磁作用，使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流和機(jī)端電壓無(wú)法控制的上升直至磁路飽和，而系統(tǒng)出現(xiàn)高電壓。分析表明，只要線路的等效電抗XC不落入發(fā)電機(jī)（xq，xd）

3、的范圍內(nèi)，就不會(huì)發(fā)生自勵(lì)磁。計(jì)算表明，浙江電網(wǎng)在黑啟動(dòng)的過(guò)程中一般不會(huì)發(fā)生自勵(lì)磁。黑啟動(dòng)過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題：空載線路合閘過(guò)電壓：該問(wèn)題主要出現(xiàn)在超高壓電網(wǎng)上。對(duì)于220kV線路，由于電壓等級(jí)較低，合閘時(shí)沖擊較小，一般不會(huì)達(dá)到線路相電壓的3倍，而220kV及以下電網(wǎng)的絕緣水平設(shè)計(jì)倍數(shù)為3.03.5相電壓。但從安全考慮，應(yīng)盡可能采取投低抗、切電容、雙回路只充一回、充短線路、充低電壓等級(jí)線路等措施來(lái)限制線路末端的高電壓。 黑啟動(dòng)過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題：低頻振蕩：根據(jù)分析，系統(tǒng)之間聯(lián)系電抗過(guò)大，系統(tǒng)的阻尼性能變差，當(dāng)整體呈現(xiàn)負(fù)阻尼，則導(dǎo)致低頻振蕩。黑啟動(dòng)初期，系統(tǒng)聯(lián)接薄弱，易出現(xiàn)低頻振蕩。為防止低頻振蕩，黑啟

4、動(dòng)時(shí)應(yīng)盡量不用發(fā)電機(jī)的快速勵(lì)磁，而盡可能投入PSS；為減小系統(tǒng)聯(lián)系電抗，應(yīng)盡可能先給附近機(jī)組供電；如仍出現(xiàn)低頻振蕩，則通過(guò)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)整潮流以平息低頻振蕩。黑啟動(dòng)過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題：頻率控制：黑啟動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)優(yōu)先恢復(fù)調(diào)節(jié)性能好的機(jī)組，以承擔(dān)調(diào)頻調(diào)壓任務(wù)。 黑啟動(dòng)過(guò)程中為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，須保證非自啟動(dòng)機(jī)組獲得更多的啟動(dòng)功率，同時(shí)又必須恢復(fù)系統(tǒng)負(fù)荷保持有功平衡，一般考慮首先恢復(fù)小的直配負(fù)荷，而后逐步恢復(fù)較大的直配負(fù)荷和電網(wǎng)負(fù)荷。增加負(fù)荷的速度應(yīng)兼顧恢復(fù)時(shí)間與系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，考慮同時(shí)接入的最大負(fù)荷量不應(yīng)使系統(tǒng)頻率較接入前下降0.5Hz，一般一次接入的負(fù)荷量不大于發(fā)電出力的5%，同時(shí)保證頻

5、率大于49Hz，防止出現(xiàn)頻率崩潰。黑啟動(dòng)過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題：電壓控制：黑啟動(dòng)過(guò)程中必然有對(duì)空載線路充電，而后又有輕載線路，大量線路充電功率導(dǎo)致系統(tǒng)電壓升高。為防止高電壓，發(fā)電機(jī)應(yīng)高力率運(yùn)行甚至進(jìn)相運(yùn)行，雙回路只投一回，投低抗、切電容，調(diào)節(jié)變壓器分接頭，增帶具有滯后功率因數(shù)的負(fù)荷，等。電壓應(yīng)盡可能控制在0.951.052額定值之間。黑啟動(dòng)過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題：穩(wěn)定性問(wèn)題：經(jīng)校驗(yàn)，浙江電網(wǎng)在系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程中，只具備單相短路的穩(wěn)定水平，且保護(hù)的正確動(dòng)作與快速切除故障是關(guān)鍵，目前，考慮所以廠站的母差、高頻、主變縱差等快速保護(hù)必須全部投運(yùn)。同時(shí)合開(kāi)關(guān)時(shí)采用手動(dòng)合閘方式，重合閘停用。 二、浙江220kV系統(tǒng)黑啟動(dòng)方案浙江220kV電網(wǎng)黑啟動(dòng)采取開(kāi)式恢復(fù)策略：系統(tǒng)全停事故后，在直流電源消失前，在確認(rèn)設(shè)備正常后，具有黑啟動(dòng)電源廠站的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員應(yīng)自行拉開(kāi)所有220kV出線開(kāi)關(guān)；省調(diào)黑啟動(dòng)廠站保留開(kāi)關(guān)表中提及的廠站應(yīng)按要求保留一個(gè)指定的可能來(lái)電和一臺(tái)可恢復(fù)所（廠）用電的主變，其它開(kāi)關(guān)全部拉開(kāi)；省調(diào)黑啟動(dòng)廠站保留開(kāi)關(guān)表中未提及的其它220kV廠站，應(yīng)拉開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)或母分開(kāi)關(guān)，并自行在其中一組母線上保留一個(gè)可能來(lái)電的電源開(kāi)關(guān)和一臺(tái)可恢復(fù)所（廠）用電的主變，其它開(kāi)關(guān)全部拉開(kāi)。這樣有助于簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)。110kV及以下母線由各地區(qū)調(diào)度根據(jù)各自地區(qū)電網(wǎng)的情況確定是否采取以上類似策略。 烏溪江區(qū)域