1 大同電網簡介 　　大同電網位于華北500kV環(huán)網框架的西部，山西電網的北部，是山西電網連接京、津、唐及內蒙古電網的樞紐。目前已形成220kV品字型單環(huán)網及110kV直配的網絡結構，如圖1所示。 　　大同電網作為山西電網并入華北電網主通道（500kV大房雙回線）上的一個地區(qū)電網，包括大同二電廠（1號～6號機組，總裝機容量1200MW）、大同一電廠（2號、3號、7號、8號、9號機組，總裝機容量91MW）、大同熱電公司（10號、11號機組，總裝機容量100MW）、廣靈電廠（1號～4號機組，總裝機容量15MW），總裝機容量1406MW，而主力電源僅為大同二電廠。全網8座220kV變電站幾乎均接于大同二電廠220kV母線上，所帶負荷占全網的80％，歷史上發(fā)生在大同二電廠的幾次事故表明，電網發(fā)生全停的概率極大。因此，結合大同電網的實際情況，盡快研究大同電力系統(tǒng)事故后的恢復問題（即黑啟動問題），制定大同電網的黑啟動調度預案，在系統(tǒng)全停情況下迅速、準確、有序地恢復電網運行和對重要用戶的供電，有其必要性和現(xiàn)實意義。 2 黑啟動電源的選擇 　　進行黑啟動，首先應保證有可靠的啟動電源。通過大量深入細致的調查、分析和研究，認為在大同電網電源均為火電機組的情況下，當電網發(fā)生全停，所轄發(fā)電廠失去廠用電時，具備自啟動能力的機組為廣靈電廠3號和4號機爐。 　　廣靈電廠3號和4號鏈條爐在突然失去廠用電后仍能繼續(xù)燃燒，并可以在一定時間內（30min～60min）向汽輪機提供正常參數(shù)的蒸汽，從而得以再次熱態(tài)沖機，使3號和4號機組恢復運行。這種自啟動能力曾在實際事故中得到成功檢驗。為提高廣靈電廠自啟動成功率，應利用屬于同一母管制的3號和4號爐先共同啟動1臺機（選擇當時汽輪機真空度高者），帶起廠用電之后，再恢復另一臺機。 3 大同電網黑啟動調度預案 結合大同電網黑啟動方案研究制定的大同電網黑啟動調度預案可分為5個階段： a.在大同電網系統(tǒng)全停后，各電廠和變電站自行操作，轉為預先設定的黑啟動初始可控狀態(tài)； b.廣靈電廠機組黑啟動成功且大同一電廠熱態(tài)并機； c.黑啟動電源成功啟動并列后，給大同熱電公司送廠用電，給各變電站送站用電； d.大同熱電公司機組啟動成功后，恢復對重要用戶的供電； e.大同二電廠機組或220kV萬趙線及220kV七渾線恢復供電，大同電網并人省網后，恢復大同電網正常運行，開放所有負荷。 　　其中，階段a的操作由各廠站按照預先制定的黑啟動預案自行操作，其余階段則須在大同地調的統(tǒng)一指揮下依次操作。 　　另外，根據(jù)大同電網的網架結構，并為方便調度操作，可將大同電網分為8個局部供電系統(tǒng)，分別是：西萬莊—大同一電廠—大熱供電系統(tǒng)、高山供電系統(tǒng)、北郊供電系統(tǒng)、馬軍營供電系統(tǒng)、官堡供電系統(tǒng)、陽高供電系統(tǒng)、渾靈廣供電系統(tǒng)、開源路供電系統(tǒng)。大同電網的黑啟動調度預案由這8個供電系統(tǒng)的黑啟動預案構成。 4 黑啟動步驟及路徑 4.1 廣靈電廠黑啟動步驟 a.令汽機人員立即查看3號和4號汽輪機真空表，選擇真空度高的一臺機進行自啟動。 b.打開所選機的自動主汽門以啟動該機。 c.迅速恢復至少一段廠用電，然后逐漸恢復全廠廠用電，并維持電壓在6.3kV。 d.汽機須在廠用電恢復后立即啟動循環(huán)泵，再啟動凝結水泵，以建立汽機真空，最后恢復給水泵，防止鍋爐干鍋。 e.鍋爐在廠用電恢復并上水正常后，一次啟動引送風機、給煤機、拋煤機。 f.對所選機組進行沖機，啟動成功后，將對應變壓器投入運行，給35kV一段母線充電，然后合上3130開關，給35kV另一段母線充電。 g.開啟另一臺6MW機組，用所對應的35kV開關與上一臺機組同期并列。 h.合上35kV廣電1號線3135開關，給系統(tǒng)送電。 i.為防止機組自勵磁以及線路末段過電壓，事先對渾城站接人部分重要負荷（渾城站10kV渾柳線1MW）。 j.啟動1號、2號機爐。 k.為防止線路末段過電壓，1號、2號機盡量運行在最低電壓水平。 l.地調、縣調及電廠密切配合，控制好增加出力和投入負荷的速度，保持孤立網內有功、無功平衡，防止頻率、電壓過大波動而威脅孤立小網的穩(wěn)定運行。 4.2 黑啟動路徑 　　廣靈電廠自啟動成功后，依照盡快啟動鍋爐熱態(tài)保持時間短機組的原則，立即向大同一電廠送廠用電。根據(jù)大同電網的結構，確定黑啟動路徑為：35 kV廣電1號線—110 kV渾廣線—110 kV渾城1號線—110kV萬渾線—110kV萬三線—110kV平三1號線，路徑總長度為137.13km。先啟動大同一電廠8號、9號機組中真空度較高的一臺機組，當所選機組順利啟機后，再依次啟動其他機組。同時，通過110kV平三2號線給大同熱電公司送廠用電，啟動10號、11號機組。然后，按上述電網調度預案恢復大同電網運行，在省網或華北主網恢復后與之并列。 5 黑啟動中應注意的問題 5.1 黑啟動各階段的時間及相互配合 　　火力機組熱態(tài)啟動所需的時間與廠用電中斷的時間成正比，因此，盡量縮短廣靈電廠自啟動及黑啟動供電路徑的操作時間，對于保持電廠機爐的較高參數(shù)、提高機組熱態(tài)啟動的成功率、縮短啟動時間，起著至關重要的作用。 　　系統(tǒng)中，廠站均采用蓄電池組作為事故備用電源，其可持續(xù)供電時間有限。以西萬莊站為例，該站為300A·h蓄電池組，站用負荷為0.07MW，在220V電壓下折合為318A，考慮事故下站用負荷大幅降低的因素，蓄電池組的供電時間也不超過2h。一旦廠站失去操作電源而無法操作，將嚴重影響系統(tǒng)恢復。因此，在系統(tǒng)恢復過程中，要優(yōu)先考慮給各變電站送站用電。 5.2 發(fā)電機組調節(jié)系統(tǒng)特性的協(xié)調 　　在啟動電源和被啟動機組并列運行的子系統(tǒng)中，如果發(fā)電機組調節(jié)系統(tǒng)特性相差較大，可能導致發(fā)電機組并列運行子系統(tǒng)內部有功功率擺動，甚至不能穩(wěn)定運行。因此，在本調度預案中，廣靈電廠機組調速系統(tǒng)采用自動調節(jié)，勵磁系統(tǒng)采用手動調節(jié)，大同一電廠、大同熱電公司機組調速系統(tǒng)采用手動調節(jié)，勵磁系統(tǒng)采用自動調節(jié)，以避免由于調速系統(tǒng)或勵磁調節(jié)系統(tǒng)特性差異而發(fā)生功率振蕩。 5.3 過電壓問題 　　電廠黑啟動過程中遵循的原則是，在合空線和合空載高壓備用變壓器前，為避免出現(xiàn)異常過電壓現(xiàn)象，在允許范圍內應盡可能通過調節(jié)試驗機組使電壓保持較低值。在小系統(tǒng)并列和小系統(tǒng)并入主網前，應盡可能地調節(jié)電壓和頻率，以減小待并列系統(tǒng)電壓和頻率的差別。在啟動容量較大的火電機組的廠用負荷時，電壓降低比較嚴重，這種情況下，可以考慮在廠用負荷啟動前，通過調節(jié)使受端電壓適當升高，以減弱電壓降低的嚴重程度。在空充電廠高壓備用變壓器前，應適當降低母線電壓，以避免發(fā)生鐵磁諧振及諧振過電壓。 5.4 系統(tǒng)頻率和有功功率平衡 　　大同熱電公司機組成功啟動并恢復對重要用戶供電時，指定大同熱電公司為大同電網的調頻廠。要求大同熱電公司時刻監(jiān)視系統(tǒng)頻率并與地調聯(lián)系，根據(jù)負荷投入的情況，隨時調整發(fā)電出力，維持有功功率平衡和頻率穩(wěn)定。地調調度員應根據(jù)全網及用戶的日負荷曲線，掌握負荷的變化趨勢，在系統(tǒng)恢復過程中做到心中有數(shù)，合理安排。對于裝有低頻低壓減載裝置的重要用戶，應投入低頻低壓減載壓板，依賴自動裝置來控制負荷，實現(xiàn)有功、無功的平衡。在系統(tǒng)恢復的全過程中，地調調度員和電廠值班員必須密切配合，確保電網穩(wěn)定運行。 5.5 電壓控制和無功功率平衡 　　黑啟動電源成功啟動并列后，在給大同熱電公司送廠用電、給各變電站送站用電的過程中，容性電流較大。為防止發(fā)電機自勵磁和線路末端過電壓，發(fā)電機可運行在允許的低電壓水平，可以通過調整變壓器分接頭降低母線電壓。在大同熱電公司機組啟動成功并恢復對重要用戶的供電時，感性電流大大增加，系統(tǒng)電壓水平勢必下降。為了保持系統(tǒng)無功功率平衡，改善無功電流分布，降低有功、無功及電壓損耗，防止惡性循環(huán)導致電壓崩潰，可根據(jù)系統(tǒng)電壓情況，將部分廠站的電容器投入運行。 5.6 防止和消除鐵磁諧振 　　在送廠用電和站用電的過程中，可利用使發(fā)電機運行在允許的低電壓水平以及調整變壓器分接頭以降低母線電壓的方法，來防止空充變壓器時發(fā)生鐵磁諧振。發(fā)生鐵磁諧振的廠站可通過拉合母聯(lián)開關或送出空載線路的方法改變系統(tǒng)參數(shù)，破壞諧振條件，實現(xiàn)消除鐵磁諧振。 5.7 有關自動裝置的問題 　　為了縮短系統(tǒng)恢復的時間，對一些涉及無人值班變電站的開關（如110kV南樊線111開關），可在備自投裝置運行的狀態(tài)下，直接通過遙控合開關；在恢復過程中，應確保電廠的低周解列裝置投入運行，以保證在頻率急劇下降時，電廠能與系統(tǒng)解列孤立運行；對于裝有低頻低壓減載裝置的重要用戶，應投入低頻低壓減載壓板，依賴自動裝置來控制負荷，實現(xiàn)有功、無功的平衡。 5.8 劃分供電區(qū)域以進行系統(tǒng)恢復 　　根據(jù)大同電網的結構，將系統(tǒng)劃分為8個供電子系統(tǒng)，同步恢復發(fā)電廠廠用電及變電站站用電，然后依次恢復重要負荷，以方便對負荷和電壓的控制，實現(xiàn)有功和無功功率平衡，也有利于調度指揮處理系統(tǒng)全停事故，加速全系統(tǒng)的恢復。 5.9 直流備用電源供電能力 　　許多遙測、遙控的直流備用電源能力不超過1h～2h，停電時間過長，就會影響遙測數(shù)據(jù)及遙控能力。這就要求集控中心站操作隊全體操作人員在事故處理過程中隨時待命，如發(fā)生無人站開關遙控失敗，應立即去站內手動操作開關。 5.10 保證通信暢通 　　保證通信暢通是系統(tǒng)恢復至關重要的環(huán)節(jié)，只有通信暢通才能確保調度命令的及時下達和執(zhí)行。各廠（站）均應有全廠（站）停電時保證通信暢通的措施，如配置無線電話等。 5.11 正確安排操作程序 　　對于在恢復過程中可能遇到的、特別是影響設備安全和系統(tǒng)恢復的各種問題和困難，必須事先進行全面的分析和研究，以保證規(guī)定的操作順序正確無誤，避免遺漏和顛倒重要程序。做到在保證系統(tǒng)設備安全的前提下，順利地執(zhí)行系統(tǒng)恢復的任務。 6 結語 　　本方案為大同電網各級調度、運行部門處理系統(tǒng)全停事故提供了指導作用。一旦大同電網發(fā)生系統(tǒng)全停事故，各級調度部門和各廠（站）依據(jù)大同電網黑啟動預案，可以在最短的時間內使系統(tǒng)恢復帶負荷的能力，并能盡快恢復對大同電網重要負荷的供電。同時，本文也對無水電區(qū)域電網的黑啟動研究進行了積極、有益的探索。 轉自：東方自動化