第七讲黑启动.pptVIP

黑启动成功后的电网间应尽早实现最高一级电压联络线的互联，并控制尽可能小的功率交换，以输送黑启动所需启动电力为原则，提高系统运行的灵活性和稳定性 电力系统恢复的总目标是在最短的时间内使系统恢复带负荷能力 具体要求有两种： 一是最小化实现，即用最小的启动功率尽可能多地启动机组 二是制定严格地操作票,实现操作步骤最少。 恢复过程 主要是用系统中的黑启动电源分别向停止运行的火力发电厂提供启动电源使它们恢复发电能力，重新并入电网,并开始形成一个个子系统 1.黑启动初始阶段 这一阶段将逐步恢复主网的网架，即充电输电线，同步子系统，完成网络重建且监测系统电压，无功平衡，电压和频率动态响应，故障清除情况等 2.恢复和建立网架阶段 3.负荷恢复阶段 当火电机组已经启动并且有一定的发电能力，而且也已建立较为稳固的网架以后，系统可供给的有功和无功大大增加，便可以逐渐恢复负荷 黑启动规律 黑启动中的关键环节是机组能否获得启动功率及其热启动能力。最主要的是系统频率、电压和稳定问题 分析不同类型系统的恢复计划，需要考虑的共同问题有： 1.迅速恢复厂（站）用电---黑洞 2.开关操作的时间特性影响----排序 3.火电厂机组启动特性的影响---时间 4.同步发电机的自励磁问题----自励特性 5.空载线路、变压器充电时的过电压问题---电容 6.原动机突然带上负荷时的频率响应----加力 7.负荷的冷启动效应、功率因数以及负荷需求的概率特性 8.黑启动初期低频振荡问题的分析及计算研究 9.系统初步恢复后系统稳定问题的分析及计算研究 黑启动原则 为确保在最短的时间内顺利有序地恢复电网，必须充分考虑发电资源分配和电网网架结构特点，来制定黑启动恢复策略及步骤 系统恢复的基本策略有： 串行恢复 并行恢复 串行恢复 系统完全瓦解后在有可靠外部互联援助时采用串行恢复，其步骤如下： 在大多数发电机并网前对整个网络进行充电 ①对系统状态评估，判断开关位置和储 能情况，电厂各机组处于热启动还是 冷启动状态 ②给高压线路和超高压线路充电，避免出现持续过电压和谐波共振 ③给非黑启动机组提供启动电源 ④发电机组并网带负荷 ⑤负荷全部恢复供电，系统恢复正常 并行恢复 系统分成几个子系统同时恢复，然后再同步并列 系统完全瓦解或没有任何外部互联援助时，常采用并行恢复，其主要步骤： ①评估系统状态 ②将系统划分几个子系统 ③向非黑启动机组提供启动电源 ⑦当无功吸收能力满足时，合上各子网路开关，恢复网架 ④在发电机达到最小功率要求,但子系统内的负荷没有全部恢复前，将子系统内的发电厂互联 ⑤子系统同步并带一定负荷稳定发电机组 ⑥启动超临界直通炉机组并网同步运行 4.黑启动规定 1.直流系统 2.电力通信 3.继电保护 4.安全自动装置 5.调度自动化 黑启动仿真 在研究黑启动问题时，需要对电网的操作暂态过电压、机组自励磁、系统潮流、稳定等进行计算仿真，可以使用EMTP暂态分析程序和BPA稳定计算程序 EMTP暂态分析程序 EMTP是一个高级的暂态分析程序,用于对电磁暂态的仿真和谐波分析，能满足电能质量、雷击保护、铁磁谐振、电力电子等领域的研究分析，可以模拟各种对称及不对称故障、各种复故障、发电机失磁故障等，其辅助支持程序还可以进行变压器阻抗矩阵、磁饱和、磁滞回线、氧化锌避雷器、线路参数等计算 BPA稳定计算程序 BPA电力系统分析程序包括潮流计算程序和稳定计算程序 负荷静特性模型、自动电压控制、网络 等值、系统事故分析等 其主要的功能有： 5.黑启动关键问题 由于输电线路具有分布电容，特别是500kV的超高压线路，其分布电容可能使得作为黑启动电源的发电机产生自励磁现象，从而使发电机端和线路上出现很高的电压。为了避免因出现自励磁而使发电机和其他设备遭到破坏，在确定黑启动过程时应进行自励磁计算，确保自励磁不会发生 1.发电机自励磁问题 发电机的自励磁现象指当发电机所带的容性负荷达到某一指标后，回路中容性电流所产生的助磁会使得发电机的端电压逐渐增大，而升高的发电机电压又引起容性电流的增长，机端电压因助磁作用再度增加，如此循环下去，使机端电压自发增大，越来越高的现象 自励磁实际上是一种参数谐振  2.空载线路合闸过电压问题 在空载情况下，分布电容所产生的无功功率还会引起线路末端的电压升高 3.其他注意事项 电