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)的重新啟動方案即黑啟動方案,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)黑啟動方案編制工作,分析了電力系統(tǒng)重新啟動恢復(fù)供電過程中面臨的困難和問題,強(qiáng)調(diào)了編制黑啟動方案需要注意的特別事項(xiàng),最后對編制黑啟動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;方案
引言
隨著社會發(fā)展水平的提高,人類生產(chǎn)、生活等社會活動對電能的依賴程度逐漸加深?,F(xiàn)代社會,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,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,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)自身有啟動能力的機(jī)組帶動無啟動能力的機(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)自身部分啟動帶動整體啟動恢復(fù)供電的過程稱為電力系統(tǒng)黑啟動。黑啟動是電力系統(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)黑啟動的有效實(shí)施,離不開科學(xué)完善的黑啟動方案設(shè)計(jì)。電力系統(tǒng)黑啟動首先要明確黑啟動電源,然后在根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)符合要求的黑啟動實(shí)施方案。通常情況下是將電力系統(tǒng)分為若干區(qū)域,各個區(qū)域通過自身黑啟動恢復(fù)供電,然后彼此連接,最終達(dá)到整個電力系統(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,如果不能及時恢復(fù)就會給當(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)是一個長期的過程。由于大范圍停電對某個地區(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,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。任何一個疏漏,都可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。在編制應(yīng)急預(yù)案時,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)生時信息處理量過大,調(diào)度運(yùn)行人員人手不足,難以及時進(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,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)一段時間里都不能發(fā)揮應(yīng)有效用。
2 電力系統(tǒng)黑啟動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)黑啟動方案編制工作的三個主要特征。在編制黑啟動方案時,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,調(diào)度運(yùn)行人員可以根據(jù)黑啟動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)黑啟動方案時,有以下幾個問題需要注意。
2.1 電力系統(tǒng)重新啟動恢復(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。這個過程非常敏感,任何一個失誤的發(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)的重啟動必須處于全程可控狀態(tài)之下。這需要編制黑啟動方案時,每一個步驟、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)行方案時發(fā)生失誤的可能性,確保系統(tǒng)啟動安全。
2.2 電力系統(tǒng)重啟動過程中的最初階段,生產(chǎn)一線要主動執(zhí)行黑啟動方案。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執(zhí)行起啟動方案,減少延遲時間,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 在編制黑啟動方案時,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,各個單元能夠獨(dú)立實(shí)現(xiàn)黑啟動,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)禁對啟動過程有較大影響的操作發(fā)生遺漏或錯位。
3關(guān)于編制電力系統(tǒng)黑啟動方案技術(shù)問題的一些看法
3.1 啟動電源
啟動電源是電力系統(tǒng)黑啟動工作中的基礎(chǔ)要素。水電機(jī)組是最為適合的啟動電源。在黑啟動過程中,有可能在小機(jī)組以長線路接入系統(tǒng)時導(dǎo)致自勵磁或產(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)組也可以用作啟動電源,前提是具有熱態(tài)再啟動功能,并控制好工作時間。
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)的時機(jī)。超高壓電網(wǎng)恢復(fù)順序排在整個系統(tǒng)恢復(fù)過程的最后,有利于降低超高壓電網(wǎng)恢復(fù)時產(chǎn)生的負(fù)面影響,但恢復(fù)周期所需時間較長。超高壓電網(wǎng)恢復(fù)順序排在整個系統(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)生停電時間過長,斷路器內(nèi)部氣體會產(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),其直流電源供電時間不超過2小時,如果停電時間過長會使得這些設(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,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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