湖州电网黑启动方案研究＊

沈海权，柏建良，邵 越

（湖州电力局，浙江 湖州313000）

电力系统全停后的恢复称为黑启动，是指整个系统因故障全停后，不依赖别的网络帮助，通过系统中具有自启动能力机组的启动，带动无自启动能力的机组，逐渐扩大系统恢复范围，最终实现整个系统恢复的过程.在系统发生大面积或全网停电的情况下，如果没有任何黑启动措施，将使停电时间大大延长，甚至在恢复系统时可能无从入手，造成国民经济的重大损失.

1 湖州电网黑启动的技术原则

1.1 黑启动电源考虑

系统全停后能否顺利实现恢复，关键在于启动电源，即具有无需外来电源即能自启动的机组.浙江省湖州市的天荒坪抽水蓄能电厂是华东电网黑启动的主启动电源［1］，该厂顺利启动后，省调可通过两条路径提供长兴二厂及德能电厂厂用电.湖州地调管辖的黑启动电源是京兴电厂，其于2007年11月配备了柴油发电机组，具备在系统失电情况下快速自启，从而启动FT8天然气机组的能力.

1.2 黑启动初始状态规定

当系统崩溃电压消失超过3分钟后，在直流电源消失前，在确认设备正常后，涉及到黑启动路径的，失电的220kV 厂站应拉开220kV 母联开关或母分开关，并按照黑启动实施方案要求保留一个可能来电的电源开关和一台可恢复所（厂）用电的主变（各侧开关），其它开关全部拉开；其它未涉及到黑启动路径的且失电的220kV 厂站应拉开母联开关或母分开关，并保留一个可能来电的220kV 电源开关，保留一台可恢复所（厂）用电的主变（220／110kV／35kV 开关合上），其它开关全部断开.这样有助于简化网络结构和实现快速恢复.各220kV 变电所黑启动初始状态完成设置后，拉开220kV 变电所直流电源总开关，等220kV母线带电后再合上直流电源总开关.

检查各110kV／35kV 变电所自动装置动作情况（备自投、低周减载装置），对各110kV／35kV 变电所有特殊要求的除外（对于需转供220kV 所用变的110kV 变电所则保留两联络线开关），其余的均保留全黑时初始状态.各厂站保护及自动装置维持原状.

1.3 黑启动恢复路径及区域划分原则

黑启动恢复路径及区域按如下划分：

第一区域是省调恢复长兴二厂.恢复路径：瓶窑变－妙西变－太傅变－长兴二厂.

第二区域是省调恢复德能电厂.恢复路径：瓶窑变－莫梁变－德能电厂.

第三区域是湖州地调启动京兴电厂机组后带白雀变110kV 部分负荷小系统运行.恢复路径：京兴电厂－白雀变.

第四区域是根据实际恢复状态.其它变电所恢复供电，湖州电网恢复正常方式.

1.4 湖州部分110kV 电网与220kV 系统的并列点

子系统内机组的并列：具有自启动能力的机组恢复发电后，应创造条件尽快带动其它机组启动.根据机组性能合理安排机组恢复顺序，尽快完成各机组之间的同期并列运行，同时确定小系统中主力调频电厂机组.

子系统间的并列：各子系统之间在事先确定的同期点实现同期并列，逐步完成全系统的恢复.

湖州电网黑启动方案同期并列点的考虑，自启动后的京兴电厂带洪桥变子系统与系统并列点是在长兴电厂＃4主变110kV 开关，或者是长兴电厂110kV 母联开关，方案中考虑湖州电网子系统小系统运行，并维持稳定.

2 湖州电网黑启动操作方案

2.1 方案概述

本方案考虑浙江电网全黑后，通过省调启动长兴二厂、德能电厂后，各220kV 变电所恢复方案.同时考虑湖州地调启动京兴电厂机组后，恢复洪桥变及白雀变110kV 部分重要负荷.

2.2 各厂站保留开关情况

确认系统全黑后，各发电厂和220kV 变电所自行拉开除省调要求保留的开关及供厂、所用电负荷的所有开关.110kV／35kV 变电所除表中所列变电所开关按要求外，其它110kV／35kV 变电所出线开关保持全黑时原状.

2.3 省调启动长兴电厂、长兴二厂

湖州电网在全停后，依靠瓶窑变来电后作为黑启动电源，通过瓶窑变－妙西变－太傅变－长兴二厂通道，启动长兴二厂机组；通过瓶窑变－莫梁变－德能电厂通道，启动德能电厂机组.恢复示意图如图1.

2.3.1 恢复长兴二厂

妙西变500kV 母线带电后：省调向华东网调申请由妙西变＃3主变下送作为长二厂黑启动电源→妙西变合上＃3主变220kV 开关→妙西变220kV 正母I、II段带电，合上西太4U13线开关→太傅变220KV正母带电，＃1主变220KV 带电，送负荷P＝10MW，Q＝3.3Mvar→太傅变合上二傅2449 线开关→长二厂220kV 正母带电→长二厂送厂用电P＝20MW，Q＝6.6MVar，机组可启动.

2.3.2 恢复德能电厂

瓶窑变220kV 母线带电后：瓶窑变检查瓶窑220KVII段母线带电→瓶窑变合上瓶莫2238线开关→莫梁变220KV 副母线带电，＃2 主变220KV 带电，送负荷P＝10MW，Q＝3.3Mvar；莫梁变合上德莫2443线开关→德能电厂220KV 副母线带电，送厂用电负荷P＝10MW，Q＝3.3Mvar，机组可启动.

以上二种路径可恢复长兴二厂、德能电厂的厂用电，届时先后将由省调根据具体情况而定.

省调在启动长兴二厂、德能电厂机组的同时，湖州地调利用京兴柴油发电机启动＃1燃气轮机，并根据机组出力情况，恢复相邻变电所重要负荷，维持小系统稳定运行.待省调告知长兴电厂220kV 母线带电后，地调视机组出力情况考虑将京兴电厂小系统并入大网，并网成功后，由省调决定调频、调压机组.再根据省调的要求，配合送出其它220kV 变电所.

2.4 京兴电厂自启动

京兴电厂利用柴油发电机启动＃1燃气轮机，并对＃1主变成功零起升压→京兴电厂＃1机成功启动，带＃1主变、＃2主变及厂用电稳定运行→京兴电厂京桥1719、白兴1587改运行→洪桥变＃1主变带电，可恢复部分负荷，P＝10MW，Q＝3.3MVAR→白雀变＃2主变及110kV 正副母带电，白龙1585线改运行→龙溪变送部分负荷P＝10MW，Q＝3.3MVAR→凤凰变送部分负荷P＝10MW，Q＝3.3MVAR→京兴电厂带部分负荷小系统运行，调频调压维持稳定运行→白雀变负荷送出以京兴电厂出力为准，110kV正母线负荷送出，副母线负荷不送出.

如长兴电厂220kV 已来电，则按如下步骤进行：长兴电厂220kV 母线带电→洪桥变110kV 桥开关改运行、兴洪1513线改运行→长兴电厂110kV 正母带电（京兴电厂电源）→长兴电厂＃4主变带电→长兴电厂＃4主变110kV 开关同期并列（京兴电厂机组进行调频调压）.

如长兴电厂220kV 仍未来电，则由京兴电厂带白雀变及洪桥变部分负荷小系统运行.

2.5 其它220kV 变电所恢复供电

恢复原则：太傅变由省调作为长兴二厂启动主路径恢复所用电及重要用户供电；妙西变220kV母线带电后，同时可以恢复湖州变、昌硕变所用电，待湖州变220kV 母线带电后，可以恢复黄芝变、甘泉变所用电；长兴二厂220kV 母线带电后，同时可以恢复升山变、安吉变所用电及塘桥变所用电.莫梁变由省调作为德能电厂启动主路径恢复所用电及重要用户供电，同时可以恢复英溪变及钮家变所用电.待含山变220kV 母线带电后，可以恢复花城变、长超变所用电，然后恢复士林变、白雀变所用电，最后恢复长兴电厂及昆仑变所用电.根据长兴二厂、德能电厂机组出力恢复情况及省调下送负荷逐步恢复各220kV 变电所负荷.

3 结论

根据以上分析，湖州电网黑启动方案主要作为浙江省公司黑启动的子方案，配合省网恢复过程中各级负荷的接入及本系统的恢复；同时作为辅助手段，通过本区域有自启动能力的机组启动，逐渐恢复湖州电网的部分重要区域的供电，最终实现与省网的联网.

在黑启动过程中，需要密切注意电网及负荷恢复过程中的频率、电压控制问题、过电压、机组自励磁、初期低频振荡问题、初步恢复后系统稳定问题［2，3］.在小系统运行时，一旦遭遇设备故障，整个系统可能全部崩溃.

［1］李继红，倪秋龙，金啸虎.浙江电网黑启动方案编制研究［J］.华东电力，2006（1）：26～29.

［2］王琮辉.电力系统黑启动恢复过程中的注意事项［J］.沿海企业与科技，2009（4）：49～50.

［3］刘连志，赵灿，韩振明.黑启动过程中操作过电压分析［J］.四川电力技术，2009（3）：28～30，53.