2023年黑启动研究及操作方案（教学课件）.ppt

讲座内容讲座内容 1、山东电网简介 2、2022年120和228事故 3、黑启动根本概念 4、2022年3月30日基于220kV系统黑启动试验 5、2022年黑启动研究方案 6、黑启动研究方向 7、今年的基于500kV系统黑启动试验介绍 根本思路根本思路 电网黑启动研究方案应满足平安性、快速性、电网黑启动研究方案应满足平安性、快速性、可靠性、经济性的要求，网架恢复过程中以恢复可靠性、经济性的要求，网架恢复过程中以恢复各地区的主力发电机组为首要任务，辅助恢复局各地区的主力发电机组为首要任务，辅助恢复局部重要负荷，以保证系统电压满足要求，稳定机部重要负荷，以保证系统电压满足要求，稳定机组运行。本研究方案根据相关标准、标准，结合组运行。本研究方案根据相关标准、标准，结合山东电网实际情况，首先确定山东电网黑启动研山东电网实际情况，首先确定山东电网黑启动研究方案的编制原那么与执行原那么，在此根底上究方案的编制原那么与执行原那么，在此根底上制定利用系统内黑启动电源和利用外来电源的两制定利用系统内黑启动电源和利用外来电源的两种恢复方案。种恢复方案。编制原那么编制原那么 电网子系统的划分电网子系统的划分 利用内部电源进行网架恢复时，应根据黑启动电源、网架结构和被启动机组状况将网络分成多个子系统。每个子系统至少包含一个黑启动电源、一台被启动机组和一条可行的恢复路径，具有较好的调频调压手段。子系统间具有明确、可靠的同期并列点，大停电后，各子系统可独立并行恢复。黑启动电源的选择黑启动电源的选择 黑启动电源包括系统外电源和系统内具有自启动能力的电黑启动电源包括系统外电源和系统内具有自启动能力的电厂，优先选择系统外电源作为黑启动电源。系统内黑启动厂，优先选择系统外电源作为黑启动电源。系统内黑启动机组的选择应综合考虑以下因素：机组的选择应综合考虑以下因素：尽量选择调节性能好、启动速度快、具备进相运行能力的尽量选择调节性能好、启动速度快、具备进相运行能力的机组机组 优先选用省调调度管辖的机组作为启动电源，其次选用用优先选用省调调度管辖的机组作为启动电源，其次选用用户电源户电源 尽量选择接入较高电压等级的机组尽量选择接入较高电压等级的机组 有容量保证，且有利于快速恢复其它电源的机组有容量保证，且有利于快速恢复其它电源的机组 距离负荷中心近的机组距离负荷中心近的机组 如果一个子系统具有多个可选黑启动电源，那么按照上述如果一个子系统具有多个可选黑启动电源，那么按照上述原那么选择，并定期测试和维护其黑启动能力。原那么选择，并定期测试和维护其黑启动能力。网架重构阶段的原那么网架重构阶段的原那么 先恢复单回线，并列运行的第二回线在主网架根先恢复单回线，并列运行的第二回线在主网架根本恢复后，再投入运行本恢复后，再投入运行 保证系统的旋转备用容量大于发电负荷的保证系统的旋转备用容量大于发电负荷的30%主力机组并网后的地区主力机组并网后的地区220kV系统恢复，应使负系统恢复，应使负荷就地平衡，按由近及远的原那么逐层恢复主力荷就地平衡，按由近及远的原那么逐层恢复主力电厂周围的重要负荷电厂周围的重要负荷 负荷恢复不宜使频率较前次下降大于负荷恢复不宜使频率较前次下降大于0.5 Hz，且，且系统频率不低于系统频率不低于49.5 Hz，同时也不应使指定的中，同时也不应使指定的中枢点电压低于枢点电压低于0.9 p.u.。每轮负荷恢复后，待频率。每轮负荷恢复后，待频率及电压恢复到正常运行水平时，再开始下一轮的及电压恢复到正常运行水平时，再开始下一轮的恢复恢复 火电机组启动后，应配适宜当的负荷恢复，或调整水电出力，保证火电机组满足机组最低技术出力的要求 利用系统外电源或内部电源恢复山东电网时，500kV线路充电前，应使线路始端电压分别不高于1.06p.u.或1.03p.u.，防止发生操作过电压 同期并列时，要使小机组低负荷一侧的频率高于大机组高负荷一侧，以防止并列时的逆功率。被启动机组的选择被启动机组的选择 由于被启动机组并网后要担任系统的调频调压任务，故一般选择容量不低于100MW的机组。利用外来电源恢复时，优先选择电压和频率调节能力强、机组启动时间短、具备进相运行能力、容量较大且距离负荷中心较近的机组作为被启动机组。恢复路径的选择恢复路径的选择 能在尽量短的时间内以最少的操作步骤恢复系统供电 尽量减少不同电压等级的转换 距离下一个电源点较近，以便尽快恢复地区主力电厂，建立稳定的供电系统 便于220kV及以上电压等级主网架的快速恢复 跨区电网并列应优先选择较高电压等级的同期并列点 子系统内的电网恢复路径应综合考虑以下因素：送电路径优先考虑重要负荷的恢复 系统间的并列点优先考虑电厂侧开关 执行原那么执行原那么 黑启动初始方式黑启动初始方式 黑启动初始方式即在直流电源消失前，合上某些线路和变黑启动初始方式即在直流电源消失前，合上某些线路和变压器的局部或全部开关、刀闸，使之不须操作即可受电。压器的局部或全部开关、刀闸，使之不须操作即可受电。初始方式按照本单位每台厂、站用变保存一条无须操作即初始方式按照本单位每台厂、站用变保存一条无须操作即可直接受电的通道考虑。可直接受电的通道考虑。发电厂或变电站等待方式要求每条母线上保存一个可能来发电厂或变电站等待方式要求每条母线上保存一个可能来电的线路电源开关在合闸位置。电的线路电源开关在合闸位置。安排黑启动方案的初始方式时，应合理安排开关的分、合安排黑启动方案的初始方式时，应合理安排开关的分、合方式，尽量防止高压线路带变压器同时充电，防止线路末方式，尽量防止高压线路带变压器同时充电，防止线路末端电压容升和变压器励磁涌流所造成的谐振过电压问题。端电压容升和变压器励磁涌流所造成的谐振过电压问题。初始方式要保证线路来电时不对发电机造成冲击。初始方式要保证线路来电时不对发电机造成冲击。厂、站受电后的操作顺序厂、站受电后的操作顺序 为加快电网恢复速度，各厂、站受电后，应首先恢复本单位厂、站用电，然后，按照调度命令，尽快向下一级待受电厂、站送电，而后再恢复本站的正常方式。子系统并列规那么子系统并列规那么 黑启动子系统并列时，轻负荷一侧频率要高黑启动子系统并列时，轻负荷一侧频率要高于重负荷一侧的频率，以防止并列时轻负荷于重负荷一侧的频率，以防止并列时轻负荷一侧发电机逆功率。一侧发电机逆功率。黑启动电厂机组调速系统采用自动调节，励黑启动电厂机组调速系统采用自动调节，励磁系统采用手动调节，被起动机组调速系统磁系统采用手动调节，被起动机组调速系统采用手动调节，励磁系统采用自动调节，以采用手动调节，励磁系统采用自动调节，以防止由于调速系统或励磁调节系统特性差异防止由于调速系统或励磁调节系统特性差异而发生功率振荡。而发生功率振荡。空载变压器充电规那么空载变压器充电规那么 空载变压器的中性点要接地，以防止励磁涌空载变压器的中性点要接地，以防止励磁涌流所引起的谐振过电压。流所引起的谐振过电压。空充电厂高压备用变压器前，应适当降低母空充电厂高压备用变压器前，应适当降低母线电压，以防止发生铁磁谐振及谐振过电压。线电压，以防止发生铁磁谐振及谐振过电压。发生铁磁谐振的厂站可通过拉合母联开关或发生铁磁谐振的厂站可通过拉合母联开关或充电空载线路来改变系统参数，破坏谐振条充电空载线路来改变系统参数，破坏谐振条件，消除铁磁谐振。件，消除铁磁谐振。厂用辅机的起动规那么厂用辅机的起动规那么 厂用辅机应先空载起动，起动成功后再逐步厂用辅机应先空载起动，起动成功后再逐步带负荷。在起动容量较大的厂用辅机时带负荷。在起动容量较大的厂用辅机时,电电压降低比较严重，可以考虑在厂用辅机起动压降低比较严重，可以考虑在厂用辅机起动前，适当调高受端电压，以减弱电压降低的前，适当调高受端电压，以减弱电压降低的严重程度。严重程度。单次最大负荷恢复量原那么单次最大负荷恢复量原那么 山东电网利用外来电源恢复时，各地区单次山东电网利用外来电源恢复时，各地区单次负荷恢复量不应大于负荷恢复量不应大于20MW。直流系统直流系统 在电网恢复过程中，各级调度机构及厂站应加强在电网恢复过程中，各级调度机构及厂站应加强对直流系统的监视和维护，采取减少直流负荷的对直流系统的监视和维护，采取减少直流负荷的措施，延长直流电源的供电时间，保证电力通信、措施，延长直流电源的供电时间，保证电力通信、自动化、继电保护、平安自动装置和控制操作等自动化、继电保护、平安自动装置和控制操作等根本负荷的供电，带根本负荷的时间应大于根本负荷的供电，带根本负荷的时间应大于4小时。小时。电力通信电力通信 电网黑启动过程中，各级调度及厂站应保持通信电网黑启动过程中，各级调度及厂站应保持通信畅通，假设不能直接联系，可以通过第三方联系。畅通，假设不能直接联系，可以通过第三方联系。当系统全停时，通信系统应立即按照应急机制启当系统全停时，通信系统应立即按照应急机制启动通信应急预案，优先保证调度动通信应急预案，优先保证调度 和继电保护通和继电保护通道的畅通。道的畅通。继电保护继电保护 恢复过程中，原那么上保护定值和投退方式不变。对于并恢复过程中，原那么上保护定值和投退方式不变。对于并列运行的两台变压器，优先充电中性点接地的一台。列运行的两台变压器，优先充电中性点接地的一台。平安自动装置平安自动装置 系统全停后，原那么上退出区域型稳控装置中的切机、切系统全停后，原那么上退出区域型稳控装置中的切机、切负荷出口压板，就地型稳控装置运行状态不变，黑启动过负荷出口压板，就地型稳控装置运行状态不变，黑启动过程中，程中，AGC、AVC退出。退出。调度自动化调度自动化 电网黑启动过程中，调度自动化系统应立即按照应急机制电网黑启动过程中，调度自动化系统应立即按照应急机制启动自动化应急预案，保证自动化信息准确可靠。各级调启动自动化应急预案，保证自动化信息准确可靠。各级调度、厂站应当加强运行监视，假设发现自动化信息可疑时，度、厂站应当加强运行监视，假设发现自动化信息可疑时，应立即核实。应立即核实。失去外来电源时的系统恢复方案失去外来电源时的系统恢复方案 主网架的恢复主网架的恢复 山东电网中济南、淄博、潍坊、枣庄、临沂和泰山东电网中济南、淄博、潍坊、枣庄、临沂和泰安安6个地区具备黑启动电源。根据子系统划分原那个地区具备黑启动电源。根据子系统划分原那么，将山东电网划分成六个子系统，分别为济聊么，将山东电网划分成六个子系统，分别为济聊德子系统、泰宁菏子系统、淄莱滨东子系统、潍德子系统、泰宁菏子系统、淄莱滨东子系统、潍青烟威子系统、枣庄子系统和临日子系统，各子青烟威子系统、枣庄子系统和临日子系统，各子系统独立并行恢复。系统独立并行恢复。各子系统利用内部电源恢复时，系统各子系统利用内部电源恢复时，系统500kV骨干骨干网架的恢复顺序如图网架的恢复顺序如图 所示，系统所示，系统500kV网架自泰网架自泰山站向外恢复，并与途经的子系统并列，最终山站向外恢复，并与途经的子系统并列，最终500kV系统在琅琊站系统在琅琊站500kV母线合环。母线合环。石横乙厂#5和邹县厂#3机组运行稳定后，以泰山站为始点恢复500kV主网架充电邹县至枣庄的500kV线路，待邹县厂#3机组并网后，依次恢复枣庄至沂蒙、沂蒙至日照、日照至琅琊的500kV线路，并与沿途子系统并列。待崂山至琅琊500kV线路带电后，在琅琊站合环依次恢复泰山至济南、济南至淄博的500kV线路，并与沿途子系统并列。待淄川站带电后，依次恢复淄川至益都、益都至潍坊的500kV线路具备黑启动电源的六个地区并行恢复具备黑启动电源的六个地区并行恢复 泰安：省调黑启动泰抽泰安：省调黑启动泰抽#1#1机成功后，送电至泰山站机成功后，送电至泰山站220kV220kV母线，泰安地调由泰山站母线，泰安地调由泰山站220kV220kV母线送电至石横乙站母线送电至石横乙站220kV#1220kV#1母线，为石横乙厂母线，为石横乙厂#5#5机提供厂用电，恢复地区局机提供厂用电，恢复地区局部重要负荷部重要负荷 济南：黑启动送电至黄台电厂济南：黑启动送电至黄台电厂220kV220kV