淺談電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)方案

楊揚(yáng)

摘 要：在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)用電需求急速增長的大環(huán)境下，電網(wǎng)供電形勢嚴(yán)峻，大范圍停電事故時(shí)有發(fā)生。為保證地區(qū)用電安全，各大電力企業(yè)都編制有針對本系統(tǒng)的重新啟動(dòng)方案即黑啟動(dòng)方案，以應(yīng)對可能發(fā)生的重大事件，在發(fā)生停電事故的情況下及時(shí)采取有效措施，將系統(tǒng)重新連接，迅速恢復(fù)供電。文章圍繞電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)方案編制工作，分析了電力系統(tǒng)重新啟動(dòng)恢復(fù)供電過程中面臨的困難和問題，強(qiáng)調(diào)了編制黑啟動(dòng)方案需要注意的特別事項(xiàng)，最后對編制黑啟動(dòng)方案工作中可能遇到的技術(shù)問題提出自己的見解。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；黑啟動(dòng)；方案

引言

隨著社會(huì)發(fā)展水平的提高，人類生產(chǎn)、生活等社會(huì)活動(dòng)對電能的依賴程度逐漸加深?，F(xiàn)代社會(huì)，電力資源的安全穩(wěn)定已經(jīng)成為對國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)穩(wěn)定、國防安全、群眾生活有著至關(guān)重要影響的基礎(chǔ)性因素。改革開放以來，我國電力事業(yè)實(shí)現(xiàn)了飛躍式發(fā)展。電力系統(tǒng)建設(shè)日漸完善，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。但在電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)的同時(shí)，電力需求也在飛速增長。電力供應(yīng)局勢依然非常緊張。同時(shí)，電網(wǎng)規(guī)模龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給電力供應(yīng)安全帶來巨大挑戰(zhàn)。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(shí)有發(fā)生。因此，在電力系統(tǒng)發(fā)生事故停運(yùn)的情況下，如何在不影響其他電網(wǎng)，使用故障電網(wǎng)自身有啟動(dòng)能力的機(jī)組帶動(dòng)無啟動(dòng)能力的機(jī)組，從而迅速恢復(fù)供電，將停電的負(fù)面影響降低到最小程度，是電力企業(yè)當(dāng)前深入研究的重要課題。這種在電網(wǎng)因故停電情況下，通過電網(wǎng)自身部分啟動(dòng)帶動(dòng)整體啟動(dòng)恢復(fù)供電的過程稱為電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)。黑啟動(dòng)是電力系統(tǒng)安全保障的重要措施，更是電力部門技術(shù)實(shí)力的結(jié)晶。電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)的有效實(shí)施，離不開科學(xué)完善的黑啟動(dòng)方案設(shè)計(jì)。電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)首先要明確黑啟動(dòng)電源，然后在根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)符合要求的黑啟動(dòng)實(shí)施方案。通常情況下是將電力系統(tǒng)分為若干區(qū)域，各個(gè)區(qū)域通過自身黑啟動(dòng)恢復(fù)供電，然后彼此連接，最終達(dá)到整個(gè)電力系統(tǒng)恢復(fù)供電的結(jié)果。

1 電力恢復(fù)過程中面臨的問題和困難

現(xiàn)代電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，分布范圍極廣，一旦發(fā)生事故極易引發(fā)大規(guī)模停電，如果不能及時(shí)恢復(fù)就會(huì)給當(dāng)?shù)厣a(chǎn)、生活造成嚴(yán)重威脅，乃至產(chǎn)生巨額經(jīng)濟(jì)損失。盡管目前電力設(shè)施歷經(jīng)多年發(fā)展、更新，技術(shù)水平已經(jīng)較為先進(jìn)，自動(dòng)化程度很高。但由于不可預(yù)料的因素大量存在，使得大范圍停電恢復(fù)依然是一項(xiàng)非常困難的任務(wù)，需要解決許多問題。當(dāng)前電力系統(tǒng)停電恢復(fù)面臨的問題有如下幾個(gè)方面。

1.1 調(diào)度人員停電事故處理經(jīng)驗(yàn)相對缺乏，難以在短時(shí)間內(nèi)作出適當(dāng)應(yīng)對措施。調(diào)度人才的培養(yǎng)是一個(gè)長期的過程。由于大范圍停電對某個(gè)地區(qū)來說并非頻繁發(fā)生，所以電力調(diào)度人員普遍缺乏對大型停電事故的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。一旦事故發(fā)生，在極其緊張的環(huán)境下難以迅速作出準(zhǔn)確恰當(dāng)?shù)膽?yīng)對，從而影響了事故處理的效率。為保證事故發(fā)生后能夠得到及時(shí)有效的妥善處理，電力單位必須提前制定出有針對性的應(yīng)急預(yù)案，根據(jù)可能發(fā)生的問題編制切實(shí)可行的防范處理方案。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，調(diào)度人員能夠按照預(yù)案立即采取措施，控制事故事態(tài)發(fā)展，減少損失，恢復(fù)生產(chǎn)。預(yù)案的科學(xué)性、完整性和可行性直接關(guān)系到事故處理的結(jié)果。任何一個(gè)疏漏，都可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。在編制應(yīng)急預(yù)案時(shí)，必須盡可能考慮全面，確保預(yù)案的執(zhí)行效果。

1.2 事故發(fā)生時(shí)信息處理量過大，調(diào)度運(yùn)行人員人手不足，難以及時(shí)進(jìn)行分析、處理，影響事故處理。

1.3 發(fā)生大規(guī)模停電事故時(shí)，瞬間劇增的龐大信息量不僅令調(diào)度人員難以應(yīng)對，也會(huì)讓調(diào)度系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備運(yùn)行步履維艱，信息運(yùn)算速度大幅下降，甚至在事故發(fā)生后相當(dāng)一段時(shí)間里都不能發(fā)揮應(yīng)有效用。

2 電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)方案編制過程中需要注意的事項(xiàng)

完整性、周密性和不斷完善是電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)方案編制工作的三個(gè)主要特征。在編制黑啟動(dòng)方案時(shí)，要在充分了解、掌握電力系統(tǒng)實(shí)際情況的前提下，全面預(yù)估可能發(fā)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(shí)可行，保證效果。方案編制基本完成后要根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況不斷加以完善更新，使之更具有實(shí)效性。當(dāng)停電事故發(fā)生時(shí)，調(diào)度運(yùn)行人員可以根據(jù)黑啟動(dòng)方案迅速做出正確的應(yīng)對措施，確保供電迅速順利恢復(fù)。在編制電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)方案時(shí)，有以下幾個(gè)問題需要注意。

2.1 電力系統(tǒng)重新啟動(dòng)恢復(fù)供電的過程必須可控。大范圍停電發(fā)生后系統(tǒng)許多部分都處于非正常狀態(tài)，重新啟動(dòng)的過程實(shí)際上就是讓這些部分回到正常應(yīng)有狀態(tài)的過程。這個(gè)過程非常敏感，任何一個(gè)失誤的發(fā)生，不僅對恢復(fù)供電無利，而且有可能使事態(tài)進(jìn)一步惡化。因此，系統(tǒng)的重啟動(dòng)必須處于全程可控狀態(tài)之下。這需要編制黑啟動(dòng)方案時(shí)，每一個(gè)步驟、過程都必須經(jīng)過深思熟慮，確保切實(shí)可行、安全可靠。這樣才能最大限度降低調(diào)度運(yùn)行人員在執(zhí)行方案時(shí)發(fā)生失誤的可能性，確保系統(tǒng)啟動(dòng)安全。

2.2 電力系統(tǒng)重啟動(dòng)過程中的最初階段，生產(chǎn)一線要主動(dòng)執(zhí)行黑啟動(dòng)方案。由于停電事故發(fā)生后，調(diào)度運(yùn)行人員需要處理的信息量極為龐大，難以迅速對一線進(jìn)行有效指揮。在這種情況下，一線值班人員要主動(dòng)執(zhí)行起啟動(dòng)方案，減少延遲時(shí)間，減少調(diào)度人員工作壓力，由于獨(dú)立運(yùn)作，對于減少因?yàn)槭鹿拾l(fā)生時(shí)信息傳遞不暢造成的負(fù)面影響也很有幫助。

2.3 在編制黑啟動(dòng)方案時(shí)，要從電網(wǎng)實(shí)際情況出發(fā)，將其適當(dāng)劃分成若干單元，各個(gè)單元能夠獨(dú)立實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)，然后通過調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)并列，以加速全系統(tǒng)的恢復(fù)過程。

2.4 確保黑啟動(dòng)方案編制的嚴(yán)密性和準(zhǔn)確性。電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組成設(shè)備和影響因素繁多，必須要在對系統(tǒng)設(shè)備、結(jié)構(gòu)、影響因素、運(yùn)行情況等信息有著全面充分的了解和掌握的基礎(chǔ)上編制啟動(dòng)方案。方案規(guī)定的措施、操作，必須保證規(guī)范性、準(zhǔn)確性和安全性，嚴(yán)禁對啟動(dòng)過程有較大影響的操作發(fā)生遺漏或錯(cuò)位。

3關(guān)于編制電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)方案技術(shù)問題的一些看法

3.1 啟動(dòng)電源

啟動(dòng)電源是電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)工作中的基礎(chǔ)要素。水電機(jī)組是最為適合的啟動(dòng)電源。在黑啟動(dòng)過程中，有可能在小機(jī)組以長線路接入系統(tǒng)時(shí)導(dǎo)致自勵(lì)磁或產(chǎn)生偏高的末端電壓，為防止發(fā)生問題，應(yīng)提前接入就地符合。此外，火電機(jī)組也可以用作啟動(dòng)電源，前提是具有熱態(tài)再啟動(dòng)功能，并控制好工作時(shí)間。

3.2 無功功率平衡

通常解決電力系統(tǒng)恢復(fù)過程中無功功率平衡問題的途徑有兩種。二者的區(qū)別是超高壓電網(wǎng)恢復(fù)的時(shí)機(jī)。超高壓電網(wǎng)恢復(fù)順序排在整個(gè)系統(tǒng)恢復(fù)過程的最后，有利于降低超高壓電網(wǎng)恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生的負(fù)面影響，但恢復(fù)周期所需時(shí)間較長。超高壓電網(wǎng)恢復(fù)順序排在整個(gè)系統(tǒng)恢復(fù)過程的前面，有利于縮短恢復(fù)周期，但技術(shù)要求更高。

3.3 其他問題

3.3.1 斷路器對環(huán)境溫度較為敏感，冬季氣溫低，往往實(shí)施保溫措施，一旦發(fā)生停電時(shí)間過長，斷路器內(nèi)部氣體會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)現(xiàn)象，引發(fā)斷路器失靈。

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

4 結(jié)束語

電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)是電網(wǎng)安全的重要保障。由于涉及內(nèi)容廣泛，影響因素眾多，一直以來都是電力系統(tǒng)的重點(diǎn)難題。做好電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)，不光要解決技術(shù)問題，更要在管理上予以高度重視。電力企業(yè)要高度重視電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)的重要作用，認(rèn)真編制、不斷完善適合本系統(tǒng)電網(wǎng)的黑啟動(dòng)方案，為突發(fā)事故停電下快速重建系統(tǒng)，恢復(fù)電力供應(yīng)作出保障。

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