淺談電力系統黑啟動方案

楊揚

摘 要：在國家經濟建設用電需求急速增長的大環境下，電網供電形勢嚴峻，大范圍停電事故時有發生。為保證地區用電安全，各大電力企業都編制有針對本系統的重新啟動方案即黑啟動方案，以應對可能發生的重大事件，在發生停電事故的情況下及時采取有效措施，將系統重新連接，迅速恢復供電。文章圍繞電力系統黑啟動方案編制工作，分析了電力系統重新啟動恢復供電過程中面臨的困難和問題，強調了編制黑啟動方案需要注意的特別事項，最后對編制黑啟動方案工作中可能遇到的技術問題提出自己的見解。

關鍵詞：電力系統；黑啟動；方案

引言

隨著社會發展水平的提高，人類生產、生活等社會活動對電能的依賴程度逐漸加深?，F代社會，電力資源的安全穩定已經成為對國家經濟建設、社會穩定、國防安全、群眾生活有著至關重要影響的基礎性因素。改革開放以來，我國電力事業實現了飛躍式發展。電力系統建設日漸完善，在國民經濟建設中發揮了重要作用。但在電網發展建設的同時，電力需求也在飛速增長。電力供應局勢依然非常緊張。同時，電網規模龐大，結構復雜，給電力供應安全帶來巨大挑戰。盡管電力單位采取了各類保障措施，但電力安全事故仍然時有發生。因此，在電力系統發生事故停運的情況下，如何在不影響其他電網，使用故障電網自身有啟動能力的機組帶動無啟動能力的機組，從而迅速恢復供電，將停電的負面影響降低到最小程度，是電力企業當前深入研究的重要課題。這種在電網因故停電情況下，通過電網自身部分啟動帶動整體啟動恢復供電的過程稱為電力系統黑啟動。黑啟動是電力系統安全保障的重要措施，更是電力部門技術實力的結晶。電力系統黑啟動的有效實施，離不開科學完善的黑啟動方案設計。電力系統黑啟動首先要明確黑啟動電源，然后在根據具體情況設計符合要求的黑啟動實施方案。通常情況下是將電力系統分為若干區域，各個區域通過自身黑啟動恢復供電，然后彼此連接，最終達到整個電力系統恢復供電的結果。

1 電力恢復過程中面臨的問題和困難

現代電力系統結構非常復雜，分布范圍極廣，一旦發生事故極易引發大規模停電，如果不能及時恢復就會給當地生產、生活造成嚴重威脅，乃至產生巨額經濟損失。盡管目前電力設施歷經多年發展、更新，技術水平已經較為先進，自動化程度很高。但由于不可預料的因素大量存在，使得大范圍停電恢復依然是一項非常困難的任務，需要解決許多問題。當前電力系統停電恢復面臨的問題有如下幾個方面。

1.1 調度人員停電事故處理經驗相對缺乏，難以在短時間內作出適當應對措施。調度人才的培養是一個長期的過程。由于大范圍停電對某個地區來說并非頻繁發生，所以電力調度人員普遍缺乏對大型停電事故的實踐經驗。一旦事故發生，在極其緊張的環境下難以迅速作出準確恰當的應對，從而影響了事故處理的效率。為保證事故發生后能夠得到及時有效的妥善處理，電力單位必須提前制定出有針對性的應急預案，根據可能發生的問題編制切實可行的防范處理方案。當事故發生時，調度人員能夠按照預案立即采取措施，控制事故事態發展，減少損失，恢復生產。預案的科學性、完整性和可行性直接關系到事故處理的結果。任何一個疏漏，都可能導致嚴重后果。在編制應急預案時，必須盡可能考慮全面，確保預案的執行效果。

1.2 事故發生時信息處理量過大，調度運行人員人手不足，難以及時進行分析、處理，影響事故處理。

1.3 發生大規模停電事故時，瞬間劇增的龐大信息量不僅令調度人員難以應對，也會讓調度系統的計算機設備運行步履維艱，信息運算速度大幅下降，甚至在事故發生后相當一段時間里都不能發揮應有效用。

2 電力系統黑啟動方案編制過程中需要注意的事項

完整性、周密性和不斷完善是電力系統黑啟動方案編制工作的三個主要特征。在編制黑啟動方案時，要在充分了解、掌握電力系統實際情況的前提下，全面預估可能發生的問題，并有針對性的提出解決措施。問題要考慮全面，防止疏漏。措施要由針對性、切實可行，保證效果。方案編制基本完成后要根據電網運行情況不斷加以完善更新，使之更具有實效性。當停電事故發生時，調度運行人員可以根據黑啟動方案迅速做出正確的應對措施，確保供電迅速順利恢復。在編制電力系統黑啟動方案時，有以下幾個問題需要注意。

2.1 電力系統重新啟動恢復供電的過程必須可控。大范圍停電發生后系統許多部分都處于非正常狀態，重新啟動的過程實際上就是讓這些部分回到正常應有狀態的過程。這個過程非常敏感，任何一個失誤的發生，不僅對恢復供電無利，而且有可能使事態進一步惡化。因此，系統的重啟動必須處于全程可控狀態之下。這需要編制黑啟動方案時，每一個步驟、過程都必須經過深思熟慮，確保切實可行、安全可靠。這樣才能最大限度降低調度運行人員在執行方案時發生失誤的可能性，確保系統啟動安全。

2.2 電力系統重啟動過程中的最初階段，生產一線要主動執行黑啟動方案。由于停電事故發生后，調度運行人員需要處理的信息量極為龐大，難以迅速對一線進行有效指揮。在這種情況下，一線值班人員要主動執行起啟動方案，減少延遲時間，減少調度人員工作壓力，由于獨立運作，對于減少因為事故發生時信息傳遞不暢造成的負面影響也很有幫助。

2.3 在編制黑啟動方案時，要從電網實際情況出發，將其適當劃分成若干單元，各個單元能夠獨立實現黑啟動，然后通過調度中心實現并列，以加速全系統的恢復過程。

2.4 確保黑啟動方案編制的嚴密性和準確性。電力系統結構復雜，組成設備和影響因素繁多，必須要在對系統設備、結構、影響因素、運行情況等信息有著全面充分的了解和掌握的基礎上編制啟動方案。方案規定的措施、操作，必須保證規范性、準確性和安全性，嚴禁對啟動過程有較大影響的操作發生遺漏或錯位。

3關于編制電力系統黑啟動方案技術問題的一些看法

3.1 啟動電源

啟動電源是電力系統黑啟動工作中的基礎要素。水電機組是最為適合的啟動電源。在黑啟動過程中，有可能在小機組以長線路接入系統時導致自勵磁或產生偏高的末端電壓，為防止發生問題，應提前接入就地符合。此外，火電機組也可以用作啟動電源，前提是具有熱態再啟動功能，并控制好工作時間。

3.2 無功功率平衡

通常解決電力系統恢復過程中無功功率平衡問題的途徑有兩種。二者的區別是超高壓電網恢復的時機。超高壓電網恢復順序排在整個系統恢復過程的最后，有利于降低超高壓電網恢復時產生的負面影響，但恢復周期所需時間較長。超高壓電網恢復順序排在整個系統恢復過程的前面，有利于縮短恢復周期，但技術要求更高。

3.3 其他問題

3.3.1 斷路器對環境溫度較為敏感，冬季氣溫低，往往實施保溫措施，一旦發生停電時間過長，斷路器內部氣體會產生凝結現象，引發斷路器失靈。

3.3.2 部分具有遙控、遙測功能的系統，其直流電源供電時間不超過2小時，如果停電時間過長會使得這些設備失去工作能力。

4 結束語

電力系統黑啟動是電網安全的重要保障。由于涉及內容廣泛，影響因素眾多，一直以來都是電力系統的重點難題。做好電力系統黑啟動，不光要解決技術問題，更要在管理上予以高度重視。電力企業要高度重視電力系統黑啟動的重要作用，認真編制、不斷完善適合本系統電網的黑啟動方案，為突發事故停電下快速重建系統，恢復電力供應作出保障。

參考文獻

[1]韓禎祥.電力系統穩定[M].北京：中國電力出版社，1995：123-145.

[2]朱聲石.高雎電網繼電保護原理與技術[M].北京：中國電力出版社，1995：231-235.