陳小平　郭勁松　張婕　俞淑軍

【摘 要】根據電網黑啟動原則與諸暨電網實際情況，制定諸暨電網黑啟動試驗方案，并對方案進行實際驗證。通過現(xiàn)場運行情況及試驗結果分析，此次黑啟動試驗成功，驗證了陳蔡電站作為諸暨電網黑啟動電源的可行性，得到了較好的實用效果。

【關鍵詞】黑啟動；電源；試驗路徑

0.引言

隨著大電網日益強大，其防范和抵御事故的能力明顯提高，但也使得發(fā)生大面積停電和全網停電后電網的恢復過程變得空前復雜。為了提高電網大面積停電或全停后的應急響應能力，快速而有序地恢復電網供電，事先提前制定“黑啟動”方案。啟動方案能否成功，很大程度上取決于自啟動機組和被啟動機組的技術條件和電網結構。而黑啟動的試驗受負荷、電網方式、調度關系等諸多條件的限制難以開展[1]，長期以來，許多地區(qū)的黑啟動都僅僅停留在“方案”階段。真實模擬電網全黑狀態(tài)，實現(xiàn)成功啟動機組、恢復用戶用電的啟動方案“實戰(zhàn)驗證”具有重要實際意義。

本文介紹了諸暨電網開展黑啟動試驗的成功經驗，重點介紹了黑啟動試驗對啟動電源點的選擇與確定依據、黑啟動試驗路徑的選擇、黑啟動試驗方式安排等一些具體做法，有很好的實用價值。

1.諸暨電網概況

諸暨區(qū)域內有500千伏變電所1座，220千伏變電所6座，110千伏變電所26座、35千伏變電所12座，總容量為5271兆瓦。其中，重要（保安）負荷約20.0兆瓦。區(qū)域內統(tǒng)調發(fā)電廠有三座，其中水電廠一座：陳蔡電站（2×1.6兆瓦手動零起升壓）、火電廠兩座：暨陽熱電（2×15兆瓦）、八方熱電（2×15兆瓦）。

目前，全供電區(qū)初步形成了以500kV網架為主干、以220kV環(huán)網運行、110kV輻射網的電網供電方式。供電區(qū)有水泥廠、化纖廠、鋼鐵等大用戶，全市最高負荷為1226.66兆瓦。

2.黑啟動的具體實踐

2.1黑啟動電源點的選擇方案與確定依據

作為黑啟動電源的電廠需滿足：調節(jié)性能好、啟動速度快、具備進相運行能力； 因此一般優(yōu)先選用直調電廠作為啟動電源[2]。其次選用用戶電源，盡量選擇接入較高電壓等級的電廠，這樣有利于快速恢復其他電廠。根據諸暨電網內電廠的特點，35千伏陳蔡電站兩臺機組具備手動零啟升壓功能，由一條全長10.125km 的35kV里蔡3201線與系統(tǒng)連接，加之水源較充沛，水庫蓄水量大，豐水期（每年的七、八月份）可以滿發(fā)，枯水期（每年的一、二月份）的發(fā)電量也在1000kW 左右，具有良好的無功電源支持，能保證外送線路末端電壓水平，所以，我們將陳蔡電站確定為諸暨電網黑啟動電源點。

2.2黑啟動試驗路徑的選擇

黑啟動試驗方案的選擇要注意：操作步驟少；不同電壓等級之間的變換少；距離下一個電源點近，盡快恢復本地區(qū)電網的主力電廠，建立相對穩(wěn)定的供電系統(tǒng)；便于主網架的快速恢復。由于黑啟動試驗是在運行設備上進行的試驗，試驗路徑的選擇應充分考慮隔離試驗設備與運行設備，同時路徑要盡可能短、操作要簡便、試驗造成的對外停電要最小[3]。由陳蔡電站至暨陽熱電可行的啟動路徑為：陳蔡電站一35kV里浦變一35kV諸暨開關站一35kV城南變一暨陽熱電廠（圖1）。

圖1 黑啟動試驗路徑

本次試驗是從陳蔡電站機組自啟動，零起升壓，送電至暨陽熱電10kVⅠ段母線，到啟動暨陽熱電#1機組（15MW）結束。沿途線路全長32.18km；涉及兩座電廠：陳蔡電站和暨陽熱電；兩座35kV變電站（雙橋變不參與）：里浦變和城南變；一座35kV開關站。為了減少試驗給用戶帶來的影響，里浦變、城南變均采用單母線、單主變的運行方式，城南變10kVⅠ段母線負荷均轉出，空出的母線和主變用于啟動試驗。整個試驗過程，未造成用戶停電。

2.3 黑啟動試驗方式安排

a.陳蔡電站全停。

b.里浦變35 kVⅠ段母線停電。35kV單母分段接線，不影響負荷供電

c.諸里3554線雙橋變側熱備用，不影響雙橋變供電。

d.諸暨開關站停電，不影響負荷供電。

d.城南變35kV、10kVⅠ段母線停電。10kVⅠ段母線負荷可全部轉移至它變供電， 不影響負荷供電。

e.暨陽熱電10kVⅠ段母線停電停電，#1機組停機。

2.4 注意事項

在黑啟動實施過程中，由于線路較長，可能產生的無功較多，要隨時注意系統(tǒng)恢復過程中的電壓情況和無功倒灌情況。為了小系統(tǒng)穩(wěn)定和電壓調整，恢復過程中應及時地在適當?shù)墓?jié)點送負荷，送負荷的原則基本上是不超過系統(tǒng)容量的5%，并且讓送電機組盡快達到其基本出力。

3.試驗過程

a.由陳蔡電站在全站全黑情況下，單機零啟升壓，帶浬浦變35千伏Ⅰ段母線，當啟動成功后，由#1主變35千伏開關對#1主變進行沖擊1次，沖擊成功后，陳蔡電站雙機并列運行，同時帶澧浦變變部分負荷。

b.沖擊成功后，再由35kV諸里3554線帶35kV諸暨開關站，諸暨開關站恢復送電。

c.由35kV安南3871線帶城南變35kVⅠ段母線，并由城南變#1主變35千伏開關對#1主變沖擊1次。

d.城南變10kVⅠ段母線帶電后，由暨陽熱電#1機組啟動并進行同期并列，黑啟動試驗完畢。

e.試驗結束后，恢復正常運行方式。

4.試驗結果分析

此次“黑啟動”試驗從“自啟動機組”開始啟動到啟動“被啟動機組”成功，歷時3小時25分鐘，由陳蔡電站機自啟動建立的獨立電網相對比較穩(wěn)定，頻率和電壓均能維持在合格范圍，沒有出現(xiàn)大的波動。

部分試驗結果如下：

（1）在陳蔡水庫單臺機組正常運行下，帶浬浦變35千伏Ⅰ段母線，由浬浦變#1主變35kV開關對#1主變沖擊（陳蔡電站在全站全黑情況下，單機零啟升壓，帶浬浦變35千伏Ⅰ段母線，浬浦變#1主變?yōu)闊醾溆脿顟B(tài)）。當時的電量參數(shù)如下，二次故障錄波器啟動量都為電流突變形式。（ 實際CT變比為150/5，故障錄波器內整定為240/5 ）。

表3 浬浦變#1主變沖擊的電流有效值

表4 浬浦變#1主變沖擊的諧波分量

陳蔡水庫單臺機組正常運行下，由浬浦變#1主變35kV開關對#1主變沖擊（空載，只有勵磁電流）進行沖擊，此時出現(xiàn)高周現(xiàn)象，最高頻率達到51.673Hz。出現(xiàn)在沖擊后17毫秒。（錄波時間段沖擊前100毫秒到沖擊后3秒）。

（2）在城南變35千伏Ⅰ段母線帶電情況下，由城南變#1主變35kV開關對#1主變沖擊。當時的電量參數(shù)如下，二次故障錄波器啟動量都為電流突變形式。

表5 城南變#1主變沖擊的電流有效值

表6 城南變#1主變沖擊的諧波分量

由城南變#1主變35kV開關對#1主變沖擊，此時未出現(xiàn)高周現(xiàn)象（錄波時間段沖擊前100毫秒到沖擊后3秒）。

5.結論

諸暨電網黑啟動方案制定和實例驗證是諸暨電網災變應急處理系統(tǒng)的實際應用，是應對電網遭受嚴重破壞后的應急處理措施。本次黑啟動試驗不僅驗證了陳蔡電站作為諸暨電網黑啟動電源的可行性，還驗證了諸暨電網災變后應對處理、為重要用戶的提供恢復電源以及黑啟動路徑的可行性，得到了較好的實用效果。 [科]

【參考文獻】

[1]陳小平，顧雪平.基于遺傳模擬退火算法的負荷恢復計劃制定[J].電工技術學報，2009，01：21-23.

[2]鐘慧榮，顧雪平，朱玲欣.黑啟動恢復中網架重構階段的負荷恢復優(yōu)化[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2011，17：12-14.

[3]石立寶，赤東陽，姚良忠，倪以信，Masoud Bazargan.基于電網分區(qū)的負荷恢復智能優(yōu)化策略[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2011，02：34-37.