黑启动研究及操作方案

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1、讲座内容 1 山东电网简介2 2010年120和228事故3 黑启动基本概念4 2009年3月30日基于220kV系统黑启动试验5 2009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 基本思路电网黑启动研究方案应满足安全性 快速性 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 辅助恢复部分重要负荷 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 规范 结合山东电网实际情况 首先确定山东电网黑启动研究方案的编制原则与执行原则 在此基础上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 编制原则 电网子系统的划分利用内

2、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 其次选用用户电源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距离负荷中心近的机组如

3、果一个子系统具有多个可选黑启动电源 则按照上述原则选择 并定期测试和维护其黑启动能力 网架重构阶段的原则先恢复单回线 并列运行的第二回线在主网架基本恢复后 再投入运行保证系统的旋转备用容量大于发电负荷的30 主力机组并网后的地区220kV系统恢复 应使负荷就地平衡 按由近及远的原则逐层恢复主力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0 5Hz 且系统频率不低于49 5Hz 同时也不应使指定的中枢点电压低于0 9p u 每轮负荷恢复后 待频率及电压恢复到正常运行水平时 再开始下一轮的恢复 火电机组启动后 应配合适当的负荷恢复 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

4、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 避免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

5、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 执行原则 黑启动初始方式黑启动初始方式即在直流电源消失前 合上某些线路和变压器的部分或全部开关 刀闸 使之不须操作即可受电 初始方式按照本单位每台厂 站用变保留一条无须操作即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留一个可能来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 合方式 尽量避免高压线路带变压器同时充电 避免线路末端电压容升和变压器励磁涌流所造

6、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 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 子系统并列规则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 以避免由于调速系统或励磁调节系统特性差异而发生功率振荡 空载变压器充电规则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 空充电厂高压备用变压

7、器前 应适当降低母线电压 以避免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 厂用辅机的起动规则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 电压降低比较严重 可以考虑在厂用辅机起动前 适当调高受端电压 以减弱电压降低的严重程度 单次最大负荷恢复量原则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20MW 直流系统在电网恢复过程中 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 安全自动装置和控制操作等基

8、本负荷的供电 带基本负荷的时间应大于4小时 电力通信电网黑启动过程中 各级调度及厂站应保持通信畅通 若不能直接联系 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动通信应急预案 优先保证调度电话和继电保护通道的畅通 继电保护恢复过程中 原则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 安全自动装置系统全停后 原则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 黑启动过程中 AGC AVC退出 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

9、监视 若发现自动化信息可疑时 应立即核实 失去外来电源时的系统恢复方案 主网架的恢复山东电网中济南 淄博 潍坊 枣庄 临沂和泰安6个地区具备黑启动电源 根据子系统划分原则 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 各子系统利用内部电源恢复时 系统500kV骨干网架的恢复顺序如图所示 系统500kV网架自泰山站向外恢复 并与途经的子系统并列 最终500kV系统在琅琊站500kV母线合环 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 1机成功后 送电至泰山站220kV母线 泰安地调由泰山站2

10、20kV母线送电至石横乙站220kV 1母线 为石横乙厂 5机提供厂用电 恢复地区部分重要负荷济南 黑启动送电至黄台电厂220kV母线 章丘电厂220kV母线 黄台电厂 7机组和章丘电厂 1机组黑启动成功后 恢复地区部分重要负荷 最后分别送至济南站 B段 A段母线 省调令济南站用分段开关将两小系统找同期并列后 送长清站220kV母线 济南地调由长清站220kV母线送至石横甲厂 带石横 1机组厂用电 具备黑启动电源的六个地区并行恢复 淄博 黑启动送电至辛店电厂220kV母线 辛店电厂 5机黑启动成功后 恢复地区部分重要负荷 送电至张店厂 带张店厂 4机厂用电 送电至淄博站220kV母线潍坊 黑启

11、动送电至潍坊电厂220kV母线 潍坊电厂 1机黑启动成功后 恢复地区部分重要负荷 送电至潍坊站220kV母线枣庄 黑启动送电至十里泉厂220kV母线 十里泉 5机黑启动成功后 恢复地区部分重要负荷 送电至枣庄站220kV母线临沂 黑启动送电至临沂电厂220kV母线 临沂电厂 3机黑启动成功后 恢复地区部分重要负荷 送电至沂蒙站220kV母线 无黑启动电源的地区操作方案 无黑启动电源的11个地调以下列电源点恢复本地区电网 包括在本地区供电的非本地区变电站 及部分重要负荷 泰宁荷子系统 省调 泰山站220kV母线已带电 用主变送泰山站500kV母线 送邹泰线至邹县电厂500kV母线 送邹县电厂 2

12、联变至220kV母线 带邹县电厂 3机厂用电 3机启动济宁 邹县电厂220kV母线 恢复部分重要负荷省调 送郓泰II线至郓城站 送 2变至220kV母线菏泽 郓城站220kV母线 送至菏泽电厂220kV母线 带菏泽电厂 5机厂用电 恢复部分重要负荷 无黑启动电源的地区操作方案 济聊德子系统 省调 送济南站主变至济南站500kV母线 送500kV济长I线至长清站500kV母线 用长清站 2变对220kV母线充电 送500kV聊长I线至聊城站500kV母线 送 1变至220kV母线聊城 聊城站220kV母线 送电至聊城热电 带聊城热电 7机厂用电 恢复部分重要负荷省调 由济南站充500kV济韶线

13、德韶线 华德线至华德电厂500kV母线 送华德电厂 1联变至220kV母线 带华德电厂厂用电德州 华德电厂220kV母线 恢复部分重要负荷 无黑启动电源的地区操作方案 淄莱滨东子系统 省调 淄博站用主变送500kV母线 送500kV川淄线至淄川站500kV母线 送 3主变至220kV母线 送城川I线至莱城电厂220kV 2母线 带莱城电厂 1机厂用电莱芜 莱城电厂 2母线省调 由淄博站送500kV淄滨线至滨州站500kV母线 送滨州站 3主变至220kV母线滨州 滨州站220kV母线 送电至鲁北电厂 带 1机厂用电省调 由滨州站充500kV滨油I线至油城站500kV母线 送油城站 1变至油城站

14、220kV母线东营 油城站220kV 1A母线 送电至胜利电厂 带胜利厂 3机厂用电 无黑启动电源的地区操作方案 潍青烟威子系统 省调 潍坊电厂 1机并网后 送潍坊站主变 500kV母线 由潍坊站充500kV潍崂线 崂山站送主变至220kV母线 送崂琅I线至琅琊站500kV母线 送琅琊站 3主变至220kV母线青岛 崂山站 琅琊站220kV母线 恢复部分重要负荷 送电至黄岛电厂 带黄岛电厂 3机厂用电省调 由潍坊站送500kV潍阳线 阳霞线 送栖霞站 2变至220kV母线烟台 栖霞站220kV母线 送电至蓬莱 烟台 龙口厂 带烟台 5 蓬莱 1和龙口 3厂用电 恢复部分重要负荷省调 黄岛电厂

15、3机并网后 由栖霞站送霞昆I线 送昆嵛站 1主变至220kV母线 无黑启动电源的地区操作方案 威海 昆嵛站220kV母线 送电至威海电厂 恢复部分重要负荷临沂日照子系统 日照 日照电厂220kV甲站母线 恢复部分重要负荷省调恢复主网架 由泰山站恢复500kV济泰线 济聊德子系统并列 济淄II线 淄莱滨东子系统并列 益川I线 益潍I线 潍青烟威子系统并列 恢复邹枣线 枣庄子系统 枣蒙I线 临沂日照子系统并列 蒙照I线 日照站合环 照琅I线 在琅琊站500kV系统合环 具备外来电源时的系统恢复方案 系统外电源黄骅 滨州和辛安 聊城皆为双回500kV线路 可为多个电厂提供厂用电 两路外来电源首先独立并行恢复 黄骅 滨州的外部来电为滨州 德州 东营 淄博北部 潍坊 青岛 烟台和威海电网的恢复提供黑启动电源 辛安 聊城的外部来电为聊城 济南 泰安 济宁和菏泽地区电网的恢复提供黑启动电源 然后在淄博站500kV母线合环 之后恢复淄博南部 莱芜 枣庄 临沂和日照地区 并在琅琊站500kV母线合环