電力系統(tǒng)大面積停電恢復(fù)技術(shù)導則

中華人民共和國國家標準電力系統(tǒng)大面積停電恢復(fù)技術(shù)導則發(fā)布Ⅰ目次前言 Ⅲ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14總體要求 25系統(tǒng)恢復(fù)準備階段 36電源黑啟動階段 37網(wǎng)架重構(gòu)階段 38負荷恢復(fù)階段 49系統(tǒng)恢復(fù)的安全校核 4附錄A(規(guī)范性)系統(tǒng)恢復(fù)研究報告 6附錄B(規(guī)范性)系統(tǒng)恢復(fù)實施方案 7附錄C(規(guī)范性)黑啟動試驗方案 8附錄D(規(guī)范性)系統(tǒng)恢復(fù)調(diào)度執(zhí)行方案 9Ⅲ前言起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國電網(wǎng)運行與控制標準化技術(shù)委員會(SAC／TC446)歸口。本文件起草單位：國家電網(wǎng)有限公司國家電力調(diào)度控制中心、中國電力科學研究院有限公司、中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心、國網(wǎng)北京市電力公司、國網(wǎng)江西省電力有限公司、廣西電網(wǎng)有限責任公司、國網(wǎng)湖南省電力有限公司。1電力系統(tǒng)大面積停電恢復(fù)技術(shù)導則本文件確立了電力系統(tǒng)大面積停電恢復(fù)的總體原則，規(guī)定了系統(tǒng)恢復(fù)的技術(shù)要求、安全校核要求和方案編制的基本要求。本文件適用于220kV及以上電力系統(tǒng)的大面積停電恢復(fù)，涉及其他電壓等級的電力系統(tǒng)參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB38755電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則GB／T50064交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設(shè)計規(guī)范3術(shù)語和定義GB／T31464—2015界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。由于自然災(zāi)害、電力安全事故、網(wǎng)絡(luò)攻擊和外力破壞等原因造成區(qū)域性電網(wǎng)、省級電網(wǎng)或城市電網(wǎng)大量減供負荷，對國家安全、社會穩(wěn)定以及人民群眾生產(chǎn)生活造成影響和威脅的停電事件。電力系統(tǒng)故障全停或局部電網(wǎng)大面積停電的情況，通過該系統(tǒng)中具有自啟動能力的機組啟動，或通過外啟動電源供給，帶動系統(tǒng)內(nèi)其他機組，逐步恢復(fù)系統(tǒng)運行的過程。 不依靠外來電源能自行啟動的機組，以及可用于黑啟動的外部電源。能夠通過聯(lián)絡(luò)線或相鄰變電站送電至停電系統(tǒng)的外部電源。第二批啟動電源不具備自行啟動能力且需要優(yōu)先恢復(fù)運行的機組。2黑啟動電源啟動第二批啟動電源或恢復(fù)必要負荷所經(jīng)過的線路、廠站母線和變壓器。黑啟動分區(qū)目標網(wǎng)架黑啟動分區(qū)內(nèi)，利用恢復(fù)初期已獲得的系統(tǒng)發(fā)電容量，通過逐步恢復(fù)重要線路啟動主力電源，以此建立起來的獨立的、包括了關(guān)鍵電廠、變電站、線路以及適量負荷的基礎(chǔ)電網(wǎng)。相鄰黑啟動分區(qū)界面某一個黑啟動分區(qū)與另一個黑啟動分區(qū)相連接的線路、廠站母線和變壓器等電氣設(shè)備。系統(tǒng)恢復(fù)準備階段電力系統(tǒng)大面積停電后，確定故障后系統(tǒng)狀態(tài)，根據(jù)系統(tǒng)恢復(fù)研究方案，確定擬選取的黑啟動電源和黑啟動路徑、系統(tǒng)黑啟動分區(qū)方案、網(wǎng)架重構(gòu)策略以及緊急負荷的供電路徑等。電源黑啟動階段黑啟動電源完成自啟動、恢復(fù)黑啟動路徑及啟動第二批啟動電源的階段。網(wǎng)架重構(gòu)階段充分利用恢復(fù)初期已恢復(fù)的發(fā)電容量，盡快給全網(wǎng)失電廠站送電，并建立主干網(wǎng)架的階段。負荷恢復(fù)階段電力系統(tǒng)主干網(wǎng)架形成后，主力電廠均已啟動并網(wǎng)，大規(guī)模負荷投入操作的階段。黑啟動初始狀態(tài)為滿足黑啟動運行條件，各黑啟動電源、第二批啟動電源、黑啟動路徑上各廠站的一、二次設(shè)備狀態(tài)置于預(yù)先規(guī)定的狀態(tài)。4總體要求架重構(gòu)階段和負荷恢復(fù)階段。4．2根據(jù)系統(tǒng)的發(fā)展變化滾動開展系統(tǒng)恢復(fù)研究工作，編制的系統(tǒng)恢復(fù)研究報告應(yīng)符合附錄A的要求，系統(tǒng)恢復(fù)實施方案應(yīng)符合附錄B的要求，黑啟動試驗方案應(yīng)符合附錄C的要求，系統(tǒng)恢復(fù)調(diào)度執(zhí)行方案應(yīng)符合附錄D的要求。4．3應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的特點和黑啟動電源所在電網(wǎng)的位置合理劃分黑啟動分區(qū)。在系統(tǒng)大面積停電狀態(tài)下，調(diào)動各區(qū)域的黑啟動能力，各黑啟動分區(qū)同時實施啟動，采用多區(qū)域、多分區(qū)并舉的系統(tǒng)恢復(fù)策略。注：每個黑啟動分區(qū)中包括至少一個黑啟動電源、若干個第二批啟動電源和關(guān)鍵變電站，以及黑啟動電源與第二批啟動電源、關(guān)鍵變電站之間的線路。4．4大面積停電后，應(yīng)立即按照應(yīng)急機制啟動通信應(yīng)急預(yù)案和自動化應(yīng)急預(yù)案，保證調(diào)度電話和繼電保護通道的暢通，以及自動化信息準確可靠。3a)根據(jù)系統(tǒng)實際情況可考慮退出區(qū)域型穩(wěn)控裝置中的切機、切負荷功能，就地型穩(wěn)控裝置運行狀態(tài)不變；b)應(yīng)退出機組自動發(fā)電控制(AGC)、自動電壓控制(AVC)功能；c)應(yīng)防止繼電保護和安全自動裝置不正確動作而中斷或延誤系統(tǒng)恢復(fù)；d)應(yīng)保持有功功率和無功功率的平衡，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行；e)應(yīng)保障電網(wǎng)設(shè)備安全，避免發(fā)生設(shè)備損壞。4．6系統(tǒng)電壓和頻率的波動可比正常運行方式允許范圍有所增加，但不能超出設(shè)備能夠承受的范圍，應(yīng)避免出現(xiàn)非同期合閘。5系統(tǒng)恢復(fù)準備階段目標網(wǎng)架的情況和第二批啟動電源的狀態(tài)。具體要求如下：a)應(yīng)選擇具有黑啟動能力的水電廠、抽水蓄能電廠、具有自啟動能力的燃氣電廠、具有區(qū)外廠用電源的電廠、系統(tǒng)內(nèi)部帶電孤島、具有快速切負荷的機組(FCB機組)、系統(tǒng)外部電源等作為黑啟動電源。黑啟動電源的自啟動能力需要通過試驗驗證。b)黑啟動路徑應(yīng)遵循最基本的路徑規(guī)劃原則，減少啟動路徑的長度或操作步驟及不同電壓等級的變換，優(yōu)先選擇充電功率小的線路，可先不恢復(fù)啟動路徑中的串補、串抗等串聯(lián)補償設(shè)備，應(yīng)避免發(fā)生發(fā)電機自勵磁、過電壓等電磁暫態(tài)問題。5．3黑啟動路徑設(shè)備保護應(yīng)能適應(yīng)單側(cè)電源的情況，以保證在黑啟動過程中可靠動作切除故障。5．4黑啟動電源及其黑啟動路徑第二批啟動電源所涉及的各變電站應(yīng)設(shè)置為黑啟動初始狀態(tài)。具體要求如下：a)黑啟動電源、第二批啟動電源的初始狀態(tài)應(yīng)保證直流電源及安全控制回路正常，電源的各參數(shù)b)黑啟動路徑和重要恢復(fù)路徑上各變電站應(yīng)保證直流電源及安全控制回路正常，可直接由外部受電，并可作為下一級廠站的電源；c)各廠站要安排防止非同期合閘的措施。6電源黑啟動階段6．1應(yīng)加強對發(fā)電廠和變電站直流電源的監(jiān)視和維護，采取減少直流負荷的措施，延長直流電源的供操作等基本負荷的供電，接帶負荷時間滿足黑啟動要求。6．2黑啟動電源機組勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)采用自動電壓調(diào)節(jié)模式，勵磁調(diào)節(jié)器參數(shù)應(yīng)滿足黑啟動要求。6．3黑啟動電源機組調(diào)速器應(yīng)采用頻率調(diào)節(jié)模式，調(diào)速器參數(shù)應(yīng)滿足黑啟動要求。6．4黑啟動電源應(yīng)根據(jù)自身的廠用電的接線方式，確定機組黑啟動最佳廠用電恢復(fù)路徑。如應(yīng)將優(yōu)先恢復(fù)的電氣元件與黑啟動電源接在同一段母線上。6．5宜確保黑啟動分區(qū)內(nèi)第二批啟動電源的快速恢復(fù)。7網(wǎng)架重構(gòu)階段7．1網(wǎng)架重構(gòu)可采用分層分區(qū)的策略。47．2每個黑啟動分區(qū)應(yīng)確定一個目標網(wǎng)架。通過黑啟動分區(qū)內(nèi)的主力電廠、關(guān)鍵變電站、輸電線路和少量負荷的交替恢復(fù)，建立黑啟動分區(qū)的目標網(wǎng)架。7．3各黑啟動分區(qū)內(nèi)應(yīng)具有較好的調(diào)頻調(diào)壓手段，設(shè)置主調(diào)頻機組；黑啟動分區(qū)之間應(yīng)具有明確、可靠的同期并列點。通過相鄰黑啟動分區(qū)界面的同期并列點將各黑啟動分區(qū)進行互聯(lián)，建立主網(wǎng)架。。兩7．5火電機組電源啟動后，應(yīng)配合適當?shù)呢摵苫謴?fù)或調(diào)整水電出力，保證火電機組的出力滿足機組穩(wěn)定運行技術(shù)要求。7．6應(yīng)控制機組出力和聯(lián)絡(luò)線輸送功率，避免穩(wěn)定破壞。7．7應(yīng)保證無功功率的平衡和電壓穩(wěn)定，避免發(fā)生發(fā)電機自勵磁和工頻過電壓等問題。8負荷恢復(fù)階段8．1負荷應(yīng)在調(diào)度機構(gòu)的統(tǒng)一指揮下有序恢復(fù)，按照系統(tǒng)恢復(fù)實施方案中負荷恢復(fù)的優(yōu)先次序有序恢復(fù)，應(yīng)優(yōu)先保證重要負荷的恢復(fù)。復(fù)到正常運行水平時，再開始下一批的恢復(fù)。8．3系統(tǒng)頻率和電壓應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)：b)在負荷恢復(fù)過程中，保證系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量始終大于系統(tǒng)發(fā)電總出力的20％。9系統(tǒng)恢復(fù)的安全校核9．1系統(tǒng)恢復(fù)安全校核應(yīng)根據(jù)電源黑啟動、網(wǎng)架重構(gòu)、負荷恢復(fù)不同階段的具體情況和要求，進行電磁暫態(tài)、機電暫態(tài)等安全計算校核，編制系統(tǒng)恢復(fù)研究報告，并制定系統(tǒng)恢復(fù)實施方案。9．2應(yīng)明確變壓器中性點接地方式，校核系統(tǒng)恢復(fù)各階段繼電保護和安全自動裝置的適應(yīng)性，提出繼電保護裝置和安全自動裝置合理投、退方式。a)計算校核黑啟動電源帶空載長線路工況下的發(fā)電機自勵磁問題，并提出抑制措施；b)應(yīng)計算校核黑啟動路徑所涉及的110kV及以上電壓等級空載線路充電過程中的工頻過電壓、操作過電壓問題，明確規(guī)定高抗、低抗和電源容量要求，選擇合適的路徑，確保過電壓水平應(yīng)低于GB／T50064中過電壓限值或設(shè)計要求；c)應(yīng)計算校核黑啟動路徑所涉及的空載變壓器合閘操作過程中鐵磁諧振問題，選擇合適路徑，避免諧振產(chǎn)生；分析勵磁涌流對保護裝置的影響，必要時做出相關(guān)調(diào)整；d)應(yīng)計算校核第二批啟動電源輔機啟動對黑啟動電源(發(fā)電機)頻率、電壓的影響。9．4網(wǎng)架重構(gòu)階段，應(yīng)進行黑啟動分區(qū)和黑啟動分區(qū)互聯(lián)后網(wǎng)架的安全穩(wěn)定計算校核，對于外啟動電源作為黑啟動電源的情況，校核網(wǎng)架應(yīng)包括外部電源所在區(qū)域電網(wǎng)。9．5負荷恢復(fù)階段，主要進行主網(wǎng)架的安全穩(wěn)定校核，安全可靠地恢復(fù)絕大部分或所有負荷。對于外啟動電源作為黑啟動電源的情況，校核網(wǎng)架應(yīng)包括外部電源所在區(qū)域的電網(wǎng)。具體內(nèi)容如下：a)對不同負荷恢復(fù)水平所對應(yīng)的運行方式進行安全穩(wěn)定校核；b)通過系統(tǒng)靜態(tài)安全分析計算，校核負荷恢復(fù)過程中線路、變壓器過負荷和電壓越限的情況；5進行動態(tài)功角穩(wěn)定計算校核；d)當負荷恢復(fù)到接近故障前水平時，系統(tǒng)原則上應(yīng)滿足GB38755中第一級安全穩(wěn)定標準的要求，但在少數(shù)必要情況下可按照單相永久故障重合不成功后系統(tǒng)保持穩(wěn)定校核。6附錄A (規(guī)范性)系統(tǒng)恢復(fù)研究報告應(yīng)收集具有黑啟動能力廠站的相關(guān)資料，包括黑啟動能力試驗驗證報告。荷恢復(fù)過程中的系統(tǒng)安全穩(wěn)定校核；宜開展恢復(fù)系統(tǒng)的受電能力研究。根據(jù)研究結(jié)果，編寫相應(yīng)的研究報告。7附錄B (規(guī)范性)系統(tǒng)恢復(fù)實施方案應(yīng)依據(jù)附錄A系統(tǒng)恢復(fù)研究報告完成實施方案。系統(tǒng)恢復(fù)調(diào)度操作方案應(yīng)對各級調(diào)度機構(gòu)在黑啟動條件下的職責分工進行明確規(guī)定。各級調(diào)度、各廠站的方案應(yīng)相互配合，協(xié)調(diào)一致。應(yīng)包括啟用系統(tǒng)恢復(fù)調(diào)度操作方案的條件、啟動電源的確定、啟動路徑的選擇及操作步驟、第二批啟動電源的選擇及啟動、負荷的送電、系統(tǒng)并列、注意事項和實施系統(tǒng)恢復(fù)操作的組織措施等內(nèi)容。a)應(yīng)明確黑啟動路徑中各相關(guān)廠站的黑啟動初始狀態(tài)。例如：各廠站的黑啟動初始狀態(tài)安排中要有防止非同期合閘的措施，變壓器中性點接地方式。b)應(yīng)明確子系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線并列點、合環(huán)點及次序。c)各級系統(tǒng)恢復(fù)方案中應(yīng)列出負荷恢復(fù)的優(yōu)先次序和數(shù)量。8 (規(guī)范性)黑啟動試驗方案要求，以及試驗組織機構(gòu)、組織方案等。在電網(wǎng)或電廠所設(shè)定區(qū)域內(nèi)驗證黑啟動方案的可行性，檢驗仿真計算結(jié)果的正確性。黑啟動試驗的內(nèi)容宜包括試驗電源機組啟動、零起升壓、線路充電、負荷送電、向外擴展啟動其他電廠機組及與系統(tǒng)并列等操作過程