水电机组黑启动专业管理经验交流 四川省电力公司调度中心.ppt

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1、水电机组黑启动专业管理水电机组黑启动专业管理经验交流经验交流四川省电力公司调度中心四川省电力公司调度中心P2主要内容p基本概念与工作历程p管理理念与目标设定p管理流程与工作方法p管理评估与后期改进 p管理成果与经验实例P3基本概念p黑启动：电力系统在系统全停的情况下，利用系统内具有自启动能力的机组或系统外电源逐步恢复系统正常运行的过程。包括发电机组黑启动和输配电网络黑启动两个环节。p自启动能力：在没有外来电源供给的情况下，机组在规定时间内（两小时内）从停机状态启动并具备向系统送电的能力。P4大面积停电事故的影响20062006年年8 8月，日本东京发生大面积停电，至少上百万月，日本东京发生大面

2、积停电，至少上百万家庭用电被中断。家庭用电被中断。20062006年年1111月，西欧多国发生严重停电事故，约月，西欧多国发生严重停电事故，约10001000万人受影响，德国、法国、意大利三国受影响最大。万人受影响，德国、法国、意大利三国受影响最大。P5大面积停电事故的影响被困在地铁的人们被困在地铁的人们倒退的生活倒退的生活成都双流机场停电成都双流机场停电5 5小时，滞留上万旅客小时，滞留上万旅客P6大面积停电事故的影响20082008年年5 5月月1212日，汶川大地震，日，汶川大地震，是所有中国人心中永远的痛是所有中国人心中永远的痛地震给四川局部电网带地震给四川局部电网带来毁灭性打击来毁灭

3、性打击这时候的一盏灯，带来的是这时候的一盏灯，带来的是 一点光明，也是一线希望一点光明，也是一线希望P7专业管理思路p 不依赖于其它系统的帮助，通过系统中具有自启动能力的机组（即黑启动电源）的启动，一方面逐步恢复用电负荷，扩大系统供电范围；另一方面带动无自启动能力的机组（即非黑启动电源）的启动，增大系统的发电能力，由点到面，逐步扩大恢复范围，最终实现系统的完全恢复。P8专业管理的意义p有利于在发生自然灾害、重大事故等严重事件时电网网架的快速恢复和对重要用户的供电p有助于保障发电厂自身的厂房、大坝等设施的安全，对电网运行恢复起到关键作用，具有重要的社会和经济效益。P9工作历程2000年，启动黑启

4、动研究，确定四川电网黑启动策略、路径选择、机组选择和方案编制原则等关键技术问题，标志着黑启动工作正式开始。2004年，编制完成四川电网黑启动方案，从此每年进行修编。P10工作历程2006年9月，完成各启动子网黑启动方案RTDS仿真试验，验证了各子网黑启动方案可行性。2006年12月，现场黑启动试验正式实施！P11试验示意图以自一里水电站一台65MW机组为黑启动电源通过对220kV里天线零起升压、降电压冲击和全电压冲击方式，送电到绵阳220kV天明变电站再通过再通过220kV220kV江天线送电到江油电厂江天线送电到江油电厂220kV220kV母线母线对江油电厂一台对江油电厂一台330MW330

5、MW机炉辅机设备进行启动，成功实现了江油火电机组的开机并网机炉辅机设备进行启动，成功实现了江油火电机组的开机并网达到了模拟递加用电负荷和实际启动火电厂机组的目的达到了模拟递加用电负荷和实际启动火电厂机组的目的P12工作历程天天明明变变电电站站实实验验现现场场现现场场操操作作各各现现场场领领导导亲亲自自督督战战P13工作历程2007年，启动电网恢复能力研究科技项目，研究黑启动过程中所存在的电厂、变电站、小网、用电负荷恢复能力。在紫坪铺、天龙湖、铜街子、二滩、自一里、宝珠寺水电厂完成了机组黑启动试验。2008年，拟定了四川电网恢复能力研究报告、四川电网水电机组黑启动技术规范等重要技术规范。P14主

6、要内容p基本概念与工作历程p管理理念与目标设定p管理流程与工作方法p管理评估与后期改进 p管理成果与经验实例P15管理理念厂网协调、共保安全 四川电网水电机组数量众多，分布广泛，黑启动工作有着较好的基础条件，积极推进和强化水电机组黑启动试验和运行管理，有利于推进全网黑启动工作的深入开展，提升电网应对突发事件的能力。P16管理理念厂网协调、共保安全 发电企业提高自身黑启动能力，为电网提供黑启动辅助服务，提高了电厂自身的安全保障能力。同时，按照华中区域并网发电厂辅助服务管理实施细则（试行），可以获得经济补偿。P17管理策略 完善全网黑启动方案、制定发电机组黑启动试验规范、技术评估标准，做好发电机组

7、黑启动能力评定、检查和辅助服务补偿等日常管理。督促发电企业做好机组黑启动试验、黑启动能力维护等工作以确保在全厂停电的情况下能够顺利启动。P18管理范围（1）电网黑启动方案制定；（2）机组黑启动试验技术规范的制定；（3）机组黑启动现场试验的监督；（4）机组黑启动能力日常管理；（5）辅助服务补偿管理；（6）机、网联合黑启动试验；（7）电网事故后黑启动的评估。P19管理目标 协调发展，实现“多赢”重要发电厂电网管理技术水平具有良好的黑启动能力，能在发生具有良好的黑启动能力，能在发生重大电网事故时进行黑启动为电网重大电网事故时进行黑启动为电网提供有力支援，同时确保自身厂用提供有力支援，同时确保自身厂用

8、电、水工建筑等的安全。电、水工建筑等的安全。具备良好的黑启动能力，能够在发具备良好的黑启动能力，能够在发生大面积停电的情况下通过水电机生大面积停电的情况下通过水电机组黑启动迅速恢复主要网架和对重组黑启动迅速恢复主要网架和对重要用户的供电。要用户的供电。规范科学、机组黑启动方案合理、规范科学、机组黑启动方案合理、现场试验有序、日常管理到位、补现场试验有序、日常管理到位、补偿考核清晰。偿考核清晰。P20指标体系指标体系科学全面电网分区黑启动方案电网分区黑启动方案发电机组黑启动能力评估标准发电机组黑启动能力评估标准发电机组黑启动试验标准发电机组黑启动试验标准黑启动辅助服务补偿标准黑启动辅助服务补偿标

9、准根据电网结构和地理条件等，将电根据电网结构和地理条件等，将电网分为若干个区域，确定区域内的网分为若干个区域，确定区域内的主要黑启动电厂，编制区域黑启动主要黑启动电厂，编制区域黑启动步骤。通过仿真计算验证方案，具步骤。通过仿真计算验证方案，具备较强的可操作性，且每年至少修备较强的可操作性，且每年至少修编一次。编一次。如机组油压装置标准、调速器标准、如机组油压装置标准、调速器标准、励磁系统标准、厂用电系统标准等励磁系统标准、厂用电系统标准等1313个标准。个标准。需完成如球阀低油压静水启闭试验需完成如球阀低油压静水启闭试验 、油压装置的油压和油位特征值的、油压装置的油压和油位特征值的率定率定 、

10、技术供水系统检验、技术供水系统检验 等等8 8个个试验。试验。根据系统运行需要确定黑启动机根据系统运行需要确定黑启动机组，并与黑启动机组所在发电公组，并与黑启动机组所在发电公司签订黑启动服务合同，合同中司签订黑启动服务合同，合同中应明确机组黑启动技术性能指标。应明确机组黑启动技术性能指标。对提供黑启动机组的改造新增投对提供黑启动机组的改造新增投资成本、运行维护成本、黑启动资成本、运行维护成本、黑启动测试成本和人员培训成本等给予测试成本和人员培训成本等给予补偿。水电机组按补偿。水电机组按2 2万元万元/月补偿。月补偿。P21主要内容p基本概念与工作历程p管理理念与目标设定p管理流程与工作方法p管

11、理评估与后期改进 p管理成果与经验实例P22专业管理流程调度中心调度中心电厂电厂试验单位试验单位黑启动机组的确认黑启动机组的确认 机组黑启动试验准备机组黑启动试验准备 机组黑启动机组黑启动管理和补偿管理和补偿 黑启动机网联合试验黑启动机网联合试验黑启动机网联合仿真黑启动机网联合仿真 机组黑启动机组黑启动能力确认能力确认 机组黑启动机组黑启动试验实施试验实施 机组黑启动机组黑启动试验方案编制试验方案编制 省调每年根据电网运行和发展情况，省调每年根据电网运行和发展情况，结合近期自然灾害的统计规律，编结合近期自然灾害的统计规律，编制电网黑启动方案，选择需承担黑制电网黑启动方案，选择需承担黑启动任务的

12、水电厂（机组），明确启动任务的水电厂（机组），明确开展黑启动试验的要求。开展黑启动试验的要求。电厂接到省调明确需开展黑启动试电厂接到省调明确需开展黑启动试验的要求后，根据自身设备状况按验的要求后，根据自身设备状况按照机组黑启动规范要求对厂内设备照机组黑启动规范要求对厂内设备进行必要的改造和调整，满足黑启进行必要的改造和调整，满足黑启动的要求。动的要求。电厂自主选择有资质的试验单位，电厂自主选择有资质的试验单位，按机组黑启动规范要求，共同编写按机组黑启动规范要求，共同编写完成机组黑启动试验方案完成机组黑启动试验方案,报省调报省调审核批准。审核批准。省调按电厂申请，结合电网运行情省调按电厂申请，结

13、合电网运行情况安排进行机组黑启动试验况安排进行机组黑启动试验,检验检验机组的黑启动能力。试验工作由电机组的黑启动能力。试验工作由电厂负责组织，试验单位具体实施，厂负责组织，试验单位具体实施，省调委派技术人员进行现场监督指省调委派技术人员进行现场监督指导。导。机组黑启动试验完成后，由试验单机组黑启动试验完成后，由试验单位进行黑启动相关参数的验算和试位进行黑启动相关参数的验算和试验数据的整理分析，提交试验报告验数据的整理分析，提交试验报告给电厂和省调，确认机组黑启动能给电厂和省调，确认机组黑启动能力。省调根据试验报告的结果下达力。省调根据试验报告的结果下达机组相关参数定值和黑启动要求。机组相关参数

14、定值和黑启动要求。省调会同电厂、试验单位等有关单省调会同电厂、试验单位等有关单位，结合黑启动方案和机网设备参位，结合黑启动方案和机网设备参数，进行黑启动机网联合仿真试验，数，进行黑启动机网联合仿真试验，验证子网联合黑启动的可行性，提验证子网联合黑启动的可行性，提出指导意见和保障措施，为黑启动出指导意见和保障措施，为黑启动机网联合试验提供理论依据和技术机网联合试验提供理论依据和技术支持支持 。省调会同试验单位、电厂、电业局省调会同试验单位、电厂、电业局等有关单位在合适时间有针对性的等有关单位在合适时间有针对性的安排水电机组及部分电网的联合黑安排水电机组及部分电网的联合黑启动试验，并根据电网运行情

15、况不启动试验，并根据电网运行情况不断更新修订电网黑启动方案。断更新修订电网黑启动方案。省调负责对机组黑启动相关参数定省调负责对机组黑启动相关参数定值进行管理，并对电厂的黑启动性值进行管理，并对电厂的黑启动性能进行定期检查或抽查，按辅助服能进行定期检查或抽查，按辅助服务细则对机组黑启动能力进行补偿务细则对机组黑启动能力进行补偿及考核。及考核。P23组织措施p四川电网水电机组黑启动工作由省调实施专业管理。领导小组组长：调度中心主管领导工作小组组长：调度处处长工作小组成员：调度处、方式处、水调处、技术处等专业处室领导和技术人员职责：负责四川电网黑启动方案的编制、水电机组黑启 动试验的组织及黑启动辅助

16、服务的统计考核。p 各电厂生产领导负责本单位机组黑启动工作，生产技术部门负责编制机组的黑启动流程和注意事项，并负责培训和演练运行值班人员。P24技术措施五大技术措施：（1）经理论分析和现场试验确定了国内首创的四川电网水电机组黑启动技术规范（试行），作为技术标准指导四川电网机组黑启动工作。（2）编制”水电机组黑启动能力验证的试验方法”，明确水电机组黑启动能力评估试验的具体内容、试验流程、评估指标等。（3）在省调OMS上开发黑启动管理模块，对全网水电机组黑启动方案、试验报告、检查验收报告、考核补偿结果、参数定值等进行统一管理和信息发布。（4）利用发电机组辅助服务管理考核软件程序，按照 华中区域并网

17、发电厂辅助服务管理实施细则（试行），对水电机组的黑启动能力进行统计考核。（5）定期会同技术监督专家赴现场进行水电机组黑启动能力考察和检验，确保黑启动能力的正常维持。P25主要内容p基本概念与工作历程p管理理念与目标设定p管理流程与工作方法p管理评估与后期改进 p管理成果与经验实例P26评估方法p对于水电机组黑启动，专业管理的核心在于机组黑启动能力的鉴定和评估，对机组黑启动能力按A/B/C三类评估分级。A级：指不需要依靠柴油发电机等事故备用电源，利用水电机组的自启动特性快速启动并完成发电机建压，从而恢复厂用动力电源的黑启动方式。B级：指在发生电网事故且厂用交流动力电源消失的情况下，必须依靠柴油发

18、电机等事故备用电源，执行机组启动并完成发电机建压，继而恢复厂用电的黑启动方式。C级：指只能依靠外部电网提供电源，执行机组启动并完成发电机建压，继而恢复厂用电的黑启动方式。P27考核管理四川省调负责参与和指四川省调负责参与和指导发电机组黑启动方案的导发电机组黑启动方案的编制，检查和评估相关技编制，检查和评估相关技术规范和安全措施的落实，术规范和安全措施的落实，批准其实施。批准其实施。五、黑启动演练的组织 一、黑启动方案的管理二、黑启动现场测试试验 三、黑启动技术标准的贯彻 四、黑启动辅助服务的调用与补偿 在系统需要时，四川省在系统需要时，四川省调按规定调用黑启动辅助调按规定调用黑启动辅助服务，根

19、据辅助服务的提服务，根据辅助服务的提供情况，按照服务合同予供情况，按照服务合同予以补偿和考核。以补偿和考核。四川省调组织提供黑启动服务的四川省调组织提供黑启动服务的发电企业进行黑启动技术标准的培发电企业进行黑启动技术标准的培训和宣贯，规范黑启动试验方法和训和宣贯，规范黑启动试验方法和评价标准。评价标准。四川省调每年会同试验单四川省调每年会同试验单位赴现场对黑启动机组进行位赴现场对黑启动机组进行能力测试试验，检测评估机能力测试试验，检测评估机组的黑启动能力，对不合格组的黑启动能力，对不合格机组按规定予以考核。机组按规定予以考核。四川省调指导和要求发电四川省调指导和要求发电厂定期组织黑启动试验，厂

20、定期组织黑启动试验，上报试验报告，定期召开上报试验报告，定期召开经验交流会和黑启动工作经验交流会和黑启动工作总结会，组织机网黑启动总结会，组织机网黑启动联合试验。联合试验。P28后期改进 依据华中电监局颁布的华中区域并网发电厂辅助服务管理实施细则，完善辅助服务补偿机制，落实管理和补偿措施，提高电厂对黑启动工作的重视程度。根据四川电网水电机组黑启动技术规范，对全网主要水电机组进行黑启动能力试验，对影响机组黑启动的七大系统进行技术评估，给定机组黑启动模式的技术参数定值，对不具备黑启动能力的水电机组，提出技术整改意见。P29后期改进 对水电机组带孤立小网频率稳定问题进行研究分析，深入研究水电机组调速

21、系统在孤网运行模式下动作行为、数学模型、参数设置问题。根据四川电网网络变化情况，跟踪修订完善全网黑启动方案，指导各地调修订完善地区电网的黑启动方案。P30主要内容p基本概念与工作历程p管理理念与目标设定p管理流程与工作方法p管理评估与后期改进 p管理成果与经验实例P31管理成果p编制编制四川电网水电机组黑启动技术规范四川电网水电机组黑启动技术规范，并在并在电力系统自动化电力系统自动化等核心期刊发表论等核心期刊发表论文五篇。文五篇。p探索探索“水电机组黑启动能力验证的试验方法水电机组黑启动能力验证的试验方法”，进入专利公示，进入专利公示p进行实战机网联合黑启动试验进行实战机网联合黑启动试验p“5

22、.125.12”汶川大地震中发挥重要作用汶川大地震中发挥重要作用p探索实践辅助服务补偿办法。探索实践辅助服务补偿办法。p媒体高度关注，提升公司形象媒体高度关注，提升公司形象目前该试验方法已向国家知识产目前该试验方法已向国家知识产权局申请专利，申请号权局申请专利，申请号200810044719.x200810044719.x，现已进入公示，现已进入公示期。期。在四川“5.12”地震中，灾区电网受损严重，自一里、木座、水牛家、天龙湖、金龙潭、紫坪铺、红房子、宝州、吉鱼、黑河塘等10座水电站黑启动成功（其中红房子、吉鱼、宝州电厂依靠柴油发电机提供应急电源，开机恢复厂用电，其余水电站均由水电机组自启动

23、成功恢复了厂用电）。P32实例1 天龙湖电厂黑启动 天龙湖电厂（含同流域天龙湖、金龙潭两级电站）地处天龙湖电厂（含同流域天龙湖、金龙潭两级电站）地处龙门山脉中段，距离地震中心约龙门山脉中段，距离地震中心约8080公里。地震发生后，两站公里。地震发生后，两站出线设备跳闸，安控装置切机后保留一台机组运行。因情况出线设备跳闸，安控装置切机后保留一台机组运行。因情况复杂，值班人员立即停运剩余机组，并撤出生产车间，两站复杂，值班人员立即停运剩余机组，并撤出生产车间，两站厂用电源全部中断。厂用电源全部中断。待地震情况渐渐稳定，天龙湖电站检查设备无异常，立即待地震情况渐渐稳定，天龙湖电站检查设备无异常，立即

24、按照黑启动预案手动开启按照黑启动预案手动开启#3#3机组成功，在地震后约半小时机组成功，在地震后约半小时恢复了厂用电，保证了电厂安全，并逐步恢复带重灾区阿恢复了厂用电，保证了电厂安全，并逐步恢复带重灾区阿坝州九寨沟县、松潘县、若尔盖县地区负荷孤网运行，为坝州九寨沟县、松潘县、若尔盖县地区负荷孤网运行，为九寨沟景区、九黄机场和藏区人民生产生活提供了可靠电九寨沟景区、九黄机场和藏区人民生产生活提供了可靠电力，具有重大社会意义。力，具有重大社会意义。金龙潭电站于金龙潭电站于5 5月月1414日经过对所有的设备检查，未发现较大缺陷后，日经过对所有的设备检查，未发现较大缺陷后，按照黑启动程序开启按照黑启

25、动程序开启#1#1机组成功，经过近两个小时的操作恢复了厂机组成功，经过近两个小时的操作恢复了厂用电的正常供电。用电的正常供电。P33 实例2 紫坪铺电厂黑启动 紫坪铺电厂距离地震中心仅紫坪铺电厂距离地震中心仅1717公里，地震时公里，地震时出线设备损坏，机组停机，通信中断，厂用电停出线设备损坏，机组停机，通信中断，厂用电停运，坝区防汛电源中断，泄水设施受损，下游成运，坝区防汛电源中断，泄水设施受损，下游成都地区生产生活供水告急。都地区生产生活供水告急。危急关头，电厂果断启动黑启动预案和保证下游供水预案，危急关头，电厂果断启动黑启动预案和保证下游供水预案，在在1 1小时小时2828分内成功恢复了

26、厂用电，为大坝泄洪闸门的开启创分内成功恢复了厂用电，为大坝泄洪闸门的开启创造了条件，保障了大坝的安全，避免了下游断流和水淹厂房事造了条件，保障了大坝的安全，避免了下游断流和水淹厂房事故的发生，保证了成都地区生产生活供水和电厂安全运行，同故的发生，保证了成都地区生产生活供水和电厂安全运行，同时为各种抢修设备提供了可靠的电源保障，为电厂迅速展开生时为各种抢修设备提供了可靠的电源保障，为电厂迅速展开生产自救奠定了基础，意义重大。得到了包括党中央在内的各方产自救奠定了基础，意义重大。得到了包括党中央在内的各方的充分肯定。的充分肯定。P34 实例3 自一里电厂黑启动 自一里电厂（含同流域自一里、木座、水

27、牛家自一里电厂（含同流域自一里、木座、水牛家三级电站）位于极重灾区绵阳平武县，地震灾害后，三级电站）位于极重灾区绵阳平武县，地震灾害后，机组停机，厂用电中断，积水井水位不断上涨，处机组停机，厂用电中断，积水井水位不断上涨，处理不及时将导致水淹厂房的恶性事故，情况十分危理不及时将导致水淹厂房的恶性事故，情况十分危急。急。电厂立即启动黑启动预案，于地震当日下午电厂立即启动黑启动预案，于地震当日下午6 6：4040、7 7：0505分别对木座、自一里电站机组黑启动成功，恢复分别对木座、自一里电站机组黑启动成功，恢复厂用电，并实现自一里电站经厂用电，并实现自一里电站经220KV220KV牛里线向水牛家

28、电牛里线向水牛家电站倒送电，恢复了水牛家电站厂用电系统，有效地防止站倒送电，恢复了水牛家电站厂用电系统，有效地防止了水淹厂房和水库漫坝等恶性事故的发生。地震当天，了水淹厂房和水库漫坝等恶性事故的发生。地震当天，自一里电厂下属三个电站全部恢复正常，就近带平武县自一里电厂下属三个电站全部恢复正常，就近带平武县多个乡镇居民生活用电孤网运行，向火溪河流域三个乡多个乡镇居民生活用电孤网运行，向火溪河流域三个乡3030公里区域供电，有力地支援了灾区抗震救灾工作。公里区域供电，有力地支援了灾区抗震救灾工作。P35几点体会持续深入研究黑启动技术，全面推动“黑启动技术标准制订”、“电厂黑启动能力评估”、“黑启动补偿方案研究”等各项工作的深入开展，实施黑启动的常态化管理。分析借鉴地方小水电经验，提高大中型水电站黑启动成功率。充分调动发电厂黑启动工作的积极性，厂网配合共同推进黑启动工作。P36介绍完毕介绍完毕 谢谢 谢谢 ！