电力系统黑启动相关的概念

1、黑启动(Black-Start)

指整个系统因故障停运后，不依赖别的网络的帮助，通过系统中具有自启动能力的机组的启动，带动无自启动能力的机组，逐步扩大电力系统的恢复范围，最终实现整个电力系统的恢复。

2、黑启动方案

指电力系统发生大规模停电后，尽快有序地恢复或重构一种新的稳定运行方式的预案和实操方案。

3、黑启动电源

电网黑启动电源，即具有自启动能力的机组，它可以在无外界帮助下，停运后能快速恢复发电，通过输电线送启动功率至其他机组，带动其他机组。

(1)水电机组(包括抽水蓄能电厂)作启动电源最为方便。水轮发电机组没有复杂的辅机系统，厂用电少，启动速度快，是方便、理想的黑启动电源。水电厂还具备良好的调频和调压能力。但应注意径流式水电机组由于受丰枯水影响，可能在某些时候无法启动。

(2)火电机组也可以作为启动电源。如燃油发电机可以在自备柴油发电机启动的情况下实现快速启动。此外，某些火电厂在外部电网失电时可实现自保厂用电。这些电厂均可以作为黑启动电源。

4、黑启动原则

(l)选择黑启动电源

应根据预案和当前实际情况灵活选择。

(2)恢复重要的负荷

a.首先启动黑启动电源附近的大容量机组;

b.重要枢纽变电站，特别是站内自备电源不足，且正常站内用电取自高压侧母线的变电站;

c.重要用户，如电力调度中心、政府机关、电信及移动通讯等;其中，由于政府机关、电力调度中心和通讯部门在黑启动过程中扮演决策、指挥、调度和通讯的重要角色，应考虑优先保证送电。

5、黑启动过程

(1)准备阶段:

调度员根据所了解及反馈的信息准确判断电网已大面积停电;各厂站自行启动事故备用电源(柴油机或蓄电池)，确保主机、主设备安全，确保直流操作电源及通信、监控系统电源;为保证系统迅速可*地恢复，各厂站按规定执行本厂站初始可控态;各具备黑启动能力机组的自启动等。

(2)网络恢复阶段:

即由黑启动机组向输电线路充电，建立各小网;各小网建立后再扩大与合并;逐步完成网络重建。在这一阶段应着重考虑可能出现的变压器励磁涌流问题、空载设备(线路或变压器)的过电压问题(操作过电压、工频过电压及谐振过电压等)、事故恢复过程中的有功平衡及无功平衡问题，以及事故恢复中并列或合环点的选择问题等;

(3)负荷恢复阶段:

即负荷的尽快恢复。在这一阶段着重应考虑系统初步恢复后的潮流及稳定校验问题，继电保护的校核问题。前两个阶段中，负荷恢复是作为手段，保证系统频率和电压稳定，建立相应子系统，实现电力高度设备正常运行;后一个阶段负荷恢复是目标，以快速大面积供电，减少由大面积停电带来的损失。

6、电力系统黑启动过程中的科学问题

(l)黑启动初期的科学问题

a.发电机自励磁现象及防治方法

b.变压器的励磁涌流冲击及孤岛系统的稳定控制

c.空载线路合闸操作过电压和绝缘配合问题

d.空载或低载情况下的无功充裕问题和电压调整方法

(2)黑启动中后期的科学问题

a.小系统的潮流分布和电压调整

b.低负荷水平下的小系统的静态稳定性及控制

c.低负荷水平下的小系统的暂态稳定性及控制

d.孤立系统之间的合环点和孤立电网并列的优化选择