近年來，世界范圍內(nèi)大停電事故頻發(fā)，如2003年美加8.14大停電、2005年9月我國海南電網(wǎng)大停電、2006年11月歐洲大停電等事故，充分表明大停電是現(xiàn)代電力系統(tǒng)需要面對的嚴(yán)重威脅，電力系統(tǒng)大停電后的黑啟動恢復(fù)問題是系統(tǒng)安全防御的重要課題。研究系統(tǒng)大停電后的恢復(fù)控制技術(shù)，對減少事故帶來的經(jīng)濟(jì)損失和社會動蕩具有極其重要的意義，而科學(xué)合理的黑啟動方案是實現(xiàn)系統(tǒng)全停后快速恢復(fù)的重要保證。華北電力大學(xué)聯(lián)合河北電力調(diào)度通信中心對大停電后的黑啟動恢復(fù)控制策略進(jìn)行了深入的研究，在國內(nèi)外首次提出了一個黑啟動電源同時啟動多個被啟動電廠的擴(kuò)展黑啟動方法，為黑啟動恢復(fù)問題提供了一種新的研究思路，對大停電后的電力系統(tǒng)恢復(fù)控制技術(shù)的研究和應(yīng)用具有重要的參考價值。該成果以論文《電力系統(tǒng)擴(kuò)展黑啟動方案的研究》的形式在《中國電機(jī)工程學(xué)報》（Proceedings of the CSEE）2011年10月第31卷28期刊出，該研究內(nèi)容來源于國家自然科學(xué)基金項目 “用于大停電后電力系統(tǒng)恢復(fù)的網(wǎng)架重構(gòu)方案運(yùn)行可靠性評估方法研究”（項目編號：51077052）和河北省自然科學(xué)基金項目“電力系統(tǒng)黑啟動恢復(fù)中機(jī)組恢復(fù)的分層協(xié)調(diào)優(yōu)化研究”（項目編號：E2011502025）。

電力系統(tǒng)黑啟動是指電力系統(tǒng)因事故發(fā)生大面積停電后，不依賴于外部系統(tǒng)的幫助，通過系統(tǒng)中具有自啟動能力機(jī)組的啟動，帶動無自啟動能力的機(jī)組逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的恢復(fù)。依據(jù)系統(tǒng)在恢復(fù)過程不同時期的特點(diǎn)，通常將系統(tǒng)恢復(fù)過程分為黑啟動、網(wǎng)架重構(gòu)和負(fù)荷全面恢復(fù)3個階段，其中，黑啟動階段是整個恢復(fù)過程的基礎(chǔ)和前提，黑啟動方案的優(yōu)劣決定后續(xù)恢復(fù)的進(jìn)程與整個恢復(fù)過程的效果。

目前，國內(nèi)外對黑啟動進(jìn)行了大量卓有成效的研究，但普遍的做法都是以1臺黑啟動機(jī)組（抽水蓄能機(jī)組、燃?xì)廨啓C(jī)組等）啟動1臺被啟動機(jī)組（通常為大型火電機(jī)組）作為啟動方案，直到被啟動機(jī)組成功啟動并與黑啟動機(jī)組并列形成一個小系統(tǒng)后，才開始啟動其他機(jī)組進(jìn)入網(wǎng)架重構(gòu)恢復(fù)過程。在這種黑啟動方案中，黑啟動執(zhí)行過程中除1臺被啟動機(jī)組外的其他機(jī)組都處于恢復(fù)等待的狀態(tài)，由于黑啟動階段需耗費(fèi)較長時間（從幾十分鐘到幾個小時），所以浪費(fèi)了其他機(jī)組寶貴的熱啟動時間，可能在后續(xù)網(wǎng)架重構(gòu)時使某些機(jī)組錯過最佳的熱啟動時限，延誤系統(tǒng)恢復(fù)進(jìn)程，影響系統(tǒng)的恢復(fù)效果。

華北電力大學(xué)在電力系統(tǒng)黑啟動恢復(fù)方面具有良好的研究基礎(chǔ)，該文作者帶領(lǐng)的課題組近年來對電力系統(tǒng)黑啟動恢復(fù)及其決策支持技術(shù)進(jìn)行了大量研究，完成多項相關(guān)科研項目，在黑啟動恢復(fù)控制方面取得了一系列研究成果，積累了豐富的研究基礎(chǔ)和經(jīng)驗。該文是目前課題組工作的延續(xù)和深入，首先，鑒于目前有些系統(tǒng)的黑啟動電源有較大容量及較好的運(yùn)行調(diào)節(jié)性能的實際情況，提出了擴(kuò)展黑啟動的基本思路，即用1個黑啟動電廠，采用零起升壓或降低電壓充電的方式，同時對多個被啟動電廠的恢復(fù)路徑進(jìn)行充電并為被啟動電廠提供廠用電源，實現(xiàn)多個被啟動電廠首臺機(jī)組的快速啟動。隨后，以擴(kuò)展黑啟動方案所形成的小系統(tǒng)在優(yōu)化時間段內(nèi)提供的發(fā)電量加權(quán)和最大為優(yōu)化目標(biāo)，綜合考慮無功功率、啟動功率、自勵磁及機(jī)組啟動時間等約束，建立了擴(kuò)展黑啟動方案的優(yōu)化模型；最后，結(jié)合最短路徑算法及回溯算法對擴(kuò)展黑啟動方案進(jìn)行了優(yōu)化。

該文提出的擴(kuò)展黑啟動方法，有多臺機(jī)組可以在黑啟動階段得到恢復(fù)，并且形成局部小系統(tǒng)后能為后續(xù)恢復(fù)提供更大的功率支持，有利于網(wǎng)架重構(gòu)的快速進(jìn)行，加快整個系統(tǒng)的恢復(fù)進(jìn)程，顯著減少了大停電帶來的經(jīng)濟(jì)和社會損失。該文的研究成果是原創(chuàng)性的，在國內(nèi)外尚未見到其他研究報道，是大停電后電力系統(tǒng)恢復(fù)研究的一個新探索，所獲得的研究成果將對各級電力系統(tǒng)的黑啟動具有普遍的指導(dǎo)意義，對提高我國電力系統(tǒng)黑啟動恢復(fù)技術(shù)的研究和應(yīng)用水平具有重要意義。