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摘 要：本文以安仁县级电网极端运行方式下利用小水电成功黑启动为例，进行分析思考，提出解决方案或意见，为今后的类似小机组小电网黑启动工作提供参考。
关键词：黑启动；极端运行方式；小水电；小电网
一、安仁电网简介
郴州市安仁县境内现有220kV变电站1座，110kV变电站2座，35kV变电站8座，网内共有小水电44座，总装机容量24.485MW，绝大部分为径流式电站，其中装机容量较大的有大石电站，装机3台1250kW，通过35kV排山变并入110kV万福庵变，库容1054万立方米，最高水位12.4米，死水位8米，具备自动调节频率的能力。
正常情况下，万福庵变由220kV朝阳变的110kV朝万线供电，格万线格子塘变侧断路器热备用开环，韭菜坪变由朝阳变110kV朝韭线供电，朝阳单台主变运行。（如图1）
图1 安仁电网接线图
二、极端运行方式
故障前，220kV朝阳变全站停电改造，110kV万福庵变转由格子塘变格万线供电，韭菜坪变由朝万线、朝韭I线直接连线供电，安仁县电网与省网的联系仅格万线一条电源通道，变成典型的末端网络，供电可靠性极低，小水电装机容量小，受天气变化影响大，一旦格万线或两侧设备故障，就会造成安仁县级电网全部失压。
三、黑启动过程
2011年10月16日07时14分，格万线线路发生永久性故障，110kV万福庵变和韭菜坪变全站失压，安仁县全“黑”。紧急时刻，在地调指挥下，安仁县调迅速启动保电预案，一方面安排发电车对重要用户实施保电，一方面迅速组织进行黑启动。
按照《2011年安仁县电网黑启动方案》，路径选择为大石电站—35kV石排线—35kV排山变404—35kV排山变#2主变—35kV排山变10kV I母—10kV万排线—110kV万福庵变10kV I母—10kV重要出线。其中万福庵变10kV有两条重要线路，一个是万局线供安仁县局调度指挥电源，另一个是万产线供政府、人民医院用电。（如图2，图中万福庵变除重要线路外其它出线未画出）
图2 黑启动路径
故障后，调度迅速下令将电网方式调整为黑启动的初始方式。拉开万福庵变#1主变310、#2主变320断路器，将万福庵变10KV各出线断路器转热备用，拉开排山变排水线304断路器。
调度在做好上述准备后，即通知大石电站开两台机发电。大石电站在系统故障，机组解列停机后，厂用电已消失，但是厂内有两台160kW的自励磁小机组可以迅速开机，提供厂用电，两台1250kW的机组开机后，线路充电正常，大石电站频率控制在50.5-51 Hz之间，随后调度下令合上万福庵变万排线332断路器，合上万局线312断路器，黑启动成功。
在恢复万产线负荷时，万福庵变10kV I母失压，大石电站机组解列。在拉开10KV万产线分支线断路器、退出除人民医院变、劳动局变、县委政府变外的台区变，进行第二次黑启动，在恢复10KV万产线负荷时，机组再次解列。在退出10kV万产线除人民医院变的其他全部变压器，退出大石电站低周低压解列装置后，通过逐步逐个恢复万产线台区变压器负荷，共带负荷1500KW。直到110kV格万线故障抢修完毕，线路恢复送电，成功运行7小时2分钟[1]。
四、黑启动成功经验总结
1）安仁县级电网之前从未出现类似极端运行方式，郴州地县调编制的黑启动方案和重要用户保电方案，以及联合调度演练，起到了重要作用。
2）黑启动电源选择。大石电站除了有三台额定功率1250kW的机组外，还有两台自励磁的额定功率160kW的小机组，小机组只要有水就可以发电，类似柴油发电机备用电源，发挥了重要作用，保证了厂用电，确保机组能迅速开机，而且大石电站还能够通过蓄电池启动。大石电站的库容达1054万立方米，单机流量14.67立方公尺/s，运行7个小时后水位仅降了0.6m。
3）由于大石电站没有频率记录可查，因而无法计算出机组的负荷调节效应系数，来准确计算事故情况下大石电站每次能增带的负荷值。理论上说允许接带的最大负荷量，按不使系统频率比接带负荷前下降0.5Hz进行控制，经验数据为负荷量不大于发电机组容量的5%。从本次黑启动的经验来说，每次供带负荷增加50～200kW，能确保机组能够稳定运行。
4）由于负荷的波动性，黑启动成功后机组应留有一定的备用容量，确保负荷随时间波动时机组能够稳定运行，按本次黑启动经验考虑为不大于并网发电机组容量的60%[2]。
五、极端运行方式下黑启动的应对措施
1）极端运行方式前，应提前审核完善黑启动方案，优化黑启动的操作步骤，加强演练，确保调度、变电站、水电站等人员熟悉操作流程。加强黑启动通道的设备检修和巡视，必要时对黑启动路径上的变电站安排有人值班，确保事故情况下能及时联系和操作。
2）极端运行方式期间，黑启动电源要做好水库蓄水工作，校核库容、单机流量和供带负荷关系，确保事故情况下能够尽可能多尽可能长的供带重要负荷。
3）黑启动期间，电站应启动所有机组并列运行，提高带负荷能力及负荷波动下的稳定水平。电站低周解列装置应退出运行或者调整定值，防止保护装置不正确动作。要做好频率和电压的记录工作，根据机组性能计算出实际负荷调节效应系数，为黑启动恢复负荷大小提供可靠的理论依据。同时调度应提前通知复电的用户停用冲击负荷，如水泵、电梯等[3]。
参考文献
[1]彭赛红，琚自力.冰灾期间郴州电网三次成功黑启动的分析[J].供用电，2008.03.
[2]陈锐，杨帮宇.贵州东部电网冰灾期间黑启动分析[J].现代电力，2009.06
[3]熊惠敏，房鑫炎，郁惟镛等.电力系统全网停电后的恢复一黑启动综述[J].电力系统及其自动化学报，1999，11（3）：12—17.
关键词：黑启动；极端运行方式；小水电；小电网
一、安仁电网简介
郴州市安仁县境内现有220kV变电站1座，110kV变电站2座，35kV变电站8座，网内共有小水电44座，总装机容量24.485MW，绝大部分为径流式电站，其中装机容量较大的有大石电站，装机3台1250kW，通过35kV排山变并入110kV万福庵变，库容1054万立方米，最高水位12.4米，死水位8米，具备自动调节频率的能力。
正常情况下，万福庵变由220kV朝阳变的110kV朝万线供电，格万线格子塘变侧断路器热备用开环，韭菜坪变由朝阳变110kV朝韭线供电，朝阳单台主变运行。（如图1）
图1 安仁电网接线图
二、极端运行方式
故障前，220kV朝阳变全站停电改造，110kV万福庵变转由格子塘变格万线供电，韭菜坪变由朝万线、朝韭I线直接连线供电，安仁县电网与省网的联系仅格万线一条电源通道，变成典型的末端网络，供电可靠性极低，小水电装机容量小，受天气变化影响大，一旦格万线或两侧设备故障，就会造成安仁县级电网全部失压。
三、黑启动过程
2011年10月16日07时14分，格万线线路发生永久性故障，110kV万福庵变和韭菜坪变全站失压，安仁县全“黑”。紧急时刻，在地调指挥下，安仁县调迅速启动保电预案，一方面安排发电车对重要用户实施保电，一方面迅速组织进行黑启动。
按照《2011年安仁县电网黑启动方案》，路径选择为大石电站—35kV石排线—35kV排山变404—35kV排山变#2主变—35kV排山变10kV I母—10kV万排线—110kV万福庵变10kV I母—10kV重要出线。其中万福庵变10kV有两条重要线路，一个是万局线供安仁县局调度指挥电源，另一个是万产线供政府、人民医院用电。（如图2，图中万福庵变除重要线路外其它出线未画出）
图2 黑启动路径
故障后，调度迅速下令将电网方式调整为黑启动的初始方式。拉开万福庵变#1主变310、#2主变320断路器，将万福庵变10KV各出线断路器转热备用，拉开排山变排水线304断路器。
调度在做好上述准备后，即通知大石电站开两台机发电。大石电站在系统故障，机组解列停机后，厂用电已消失，但是厂内有两台160kW的自励磁小机组可以迅速开机，提供厂用电，两台1250kW的机组开机后，线路充电正常，大石电站频率控制在50.5-51 Hz之间，随后调度下令合上万福庵变万排线332断路器，合上万局线312断路器，黑启动成功。
在恢复万产线负荷时，万福庵变10kV I母失压，大石电站机组解列。在拉开10KV万产线分支线断路器、退出除人民医院变、劳动局变、县委政府变外的台区变，进行第二次黑启动，在恢复10KV万产线负荷时，机组再次解列。在退出10kV万产线除人民医院变的其他全部变压器，退出大石电站低周低压解列装置后，通过逐步逐个恢复万产线台区变压器负荷，共带负荷1500KW。直到110kV格万线故障抢修完毕，线路恢复送电，成功运行7小时2分钟[1]。
四、黑启动成功经验总结
1）安仁县级电网之前从未出现类似极端运行方式，郴州地县调编制的黑启动方案和重要用户保电方案，以及联合调度演练，起到了重要作用。
2）黑启动电源选择。大石电站除了有三台额定功率1250kW的机组外，还有两台自励磁的额定功率160kW的小机组，小机组只要有水就可以发电，类似柴油发电机备用电源，发挥了重要作用，保证了厂用电，确保机组能迅速开机，而且大石电站还能够通过蓄电池启动。大石电站的库容达1054万立方米，单机流量14.67立方公尺/s，运行7个小时后水位仅降了0.6m。
3）由于大石电站没有频率记录可查，因而无法计算出机组的负荷调节效应系数，来准确计算事故情况下大石电站每次能增带的负荷值。理论上说允许接带的最大负荷量，按不使系统频率比接带负荷前下降0.5Hz进行控制，经验数据为负荷量不大于发电机组容量的5%。从本次黑启动的经验来说，每次供带负荷增加50～200kW，能确保机组能够稳定运行。
4）由于负荷的波动性，黑启动成功后机组应留有一定的备用容量，确保负荷随时间波动时机组能够稳定运行，按本次黑启动经验考虑为不大于并网发电机组容量的60%[2]。
五、极端运行方式下黑启动的应对措施
1）极端运行方式前，应提前审核完善黑启动方案，优化黑启动的操作步骤，加强演练，确保调度、变电站、水电站等人员熟悉操作流程。加强黑启动通道的设备检修和巡视，必要时对黑启动路径上的变电站安排有人值班，确保事故情况下能及时联系和操作。
2）极端运行方式期间，黑启动电源要做好水库蓄水工作，校核库容、单机流量和供带负荷关系，确保事故情况下能够尽可能多尽可能长的供带重要负荷。
3）黑启动期间，电站应启动所有机组并列运行，提高带负荷能力及负荷波动下的稳定水平。电站低周解列装置应退出运行或者调整定值，防止保护装置不正确动作。要做好频率和电压的记录工作，根据机组性能计算出实际负荷调节效应系数，为黑启动恢复负荷大小提供可靠的理论依据。同时调度应提前通知复电的用户停用冲击负荷，如水泵、电梯等[3]。
参考文献
[1]彭赛红，琚自力.冰灾期间郴州电网三次成功黑启动的分析[J].供用电，2008.03.
[2]陈锐，杨帮宇.贵州东部电网冰灾期间黑启动分析[J].现代电力，2009.06
[3]熊惠敏，房鑫炎，郁惟镛等.电力系统全网停电后的恢复一黑启动综述[J].电力系统及其自动化学报，1999，11（3）：12—17.