中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：6月17～18日，國網(wǎng)遼寧電力組織大連恒流儲(chǔ)能電站、華能大連電廠成功開展了全球首次新型儲(chǔ)能黑啟動(dòng)城市電網(wǎng)大容量火電機(jī)組試驗(yàn)。
黑啟動(dòng)這個(gè)看起來“神秘”又“硬核”的概念，也因此進(jìn)入大家的視野。黑啟動(dòng)到底是什么？這場“全球首次”黑啟動(dòng)試驗(yàn)有哪些地方值得大家關(guān)注？帶您深度解鎖黑啟動(dòng)
“點(diǎn)亮城市的最后一根火柴”
想象一下，假如你所在的城市電網(wǎng)突然出現(xiàn)故障、電力系統(tǒng)全面癱瘓，如何才能快速恢復(fù)？
答案是黑啟動(dòng)。
簡單來說，黑啟動(dòng)是指某一電力系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，不依賴于外部系統(tǒng)的幫助，只利用本系統(tǒng)中具有自啟動(dòng)能力的機(jī)組帶動(dòng)其他沒有自啟動(dòng)能力的機(jī)組運(yùn)行，并逐步擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終恢復(fù)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。
所謂星星之火，可以燎原。借助黑啟動(dòng)，一個(gè)小小的自啟動(dòng)機(jī)組，就可以以點(diǎn)帶面，點(diǎn)亮整座城市的燈光。
新型儲(chǔ)能黑啟動(dòng)城市電網(wǎng)大容量火電機(jī)組試驗(yàn)指揮現(xiàn)場的大屏幕。
這個(gè)“全球首次”黑啟動(dòng)哪些亮點(diǎn)值得一探？
第一探：新型儲(chǔ)能
要想成功點(diǎn)燃“這根火柴”，“火種”——電源的選擇十分關(guān)鍵。
本次試驗(yàn)全稱“新型儲(chǔ)能黑啟動(dòng)城市電網(wǎng)大容量火電機(jī)組試驗(yàn)”，顧名思義，是首次創(chuàng)新采用“新型儲(chǔ)能”，即全球最大、首座100MW/400MWh全釩液流電池儲(chǔ)能電站——大連恒流儲(chǔ)能電站作為“火種”來啟動(dòng)大容量火電機(jī)組的。
相較傳統(tǒng)的黑啟動(dòng)，以“新型儲(chǔ)能”作為黑啟動(dòng)“火種”的優(yōu)勢在哪里？
傳統(tǒng)的黑啟動(dòng)多以水電機(jī)組為“火種”。水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，沒有復(fù)雜的輔機(jī)系統(tǒng)，廠用負(fù)荷小，啟動(dòng)速度快。然而，受水電資源的限制，水電機(jī)組黑啟動(dòng)不具備靈活配置的條件，無法滿足所有區(qū)域黑啟動(dòng)的要求。
新型儲(chǔ)能具有選址靈活、不受資源限制、模式切換快速等優(yōu)勢，不僅能夠參與系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行，提高電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻能力，還能在電網(wǎng)故障情況下作為黑啟動(dòng)的新“火種”，快速啟動(dòng)電網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電機(jī)組，恢復(fù)電網(wǎng)供電。
以本次黑啟動(dòng)試驗(yàn)為例：儲(chǔ)能電站自啟動(dòng)→儲(chǔ)能電站經(jīng)220千伏海灣變電站帶動(dòng)線路零啟升壓（電壓從零逐漸升到額定電壓）恢復(fù)系統(tǒng)電壓→火電機(jī)組附屬6臺(tái)變壓器合閘沖擊→火電機(jī)組40臺(tái)輔機(jī)啟動(dòng)帶負(fù)荷→火電機(jī)組點(diǎn)火、暖機(jī)、沖轉(zhuǎn)→火電機(jī)組成功并網(wǎng)……
經(jīng)過以上步驟，新型儲(chǔ)能即可黑啟動(dòng)帶動(dòng)火電機(jī)組運(yùn)行，完成區(qū)域的恢復(fù)。
本次試驗(yàn)證明，新型儲(chǔ)能不僅能夠參與電網(wǎng)調(diào)峰，還可替代大容量水電機(jī)組作為區(qū)域黑啟動(dòng)電源，在電力系統(tǒng)故障停運(yùn)后，幫助其快速恢復(fù)。
新型儲(chǔ)能黑啟動(dòng)可以有效提升極端情況下城市電網(wǎng)的安全韌性，完善電網(wǎng)的故障防御體系。本次試驗(yàn)的成功有助于探索新型儲(chǔ)能支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的安全性能，為未來新型儲(chǔ)能大規(guī)模綜合利用打造示范樣本。
“新型儲(chǔ)能，將會(huì)是未來新型電力系統(tǒng)的重要支撐?！北敬卧囼?yàn)的現(xiàn)場指揮組成員、國網(wǎng)遼寧電力調(diào)度控制中心系統(tǒng)運(yùn)行處處長韓子?jì)筛锌馈?
第二探：大容量城市火電機(jī)組
本次試驗(yàn)中，新型儲(chǔ)能成功帶動(dòng)華能大連電廠火電機(jī)組近9000千瓦廠用負(fù)荷，讓這座城市中的大容量火電機(jī)組成功運(yùn)行并網(wǎng)。用新型儲(chǔ)能啟動(dòng)如此大容量的火電機(jī)組是創(chuàng)新點(diǎn)，也是難點(diǎn)之一。
華能大連電廠總裝機(jī)容量140萬千瓦，共有4臺(tái)35萬千瓦機(jī)組，是全國特大型發(fā)電企業(yè)?！坝眯滦蛢?chǔ)能帶動(dòng)火電機(jī)組，從技術(shù)上來說，是個(gè)非常嚴(yán)苛的考驗(yàn)，但一旦成功，便可以為城市及時(shí)供給穩(wěn)定電源，意義很大?！表n子?jì)烧f。
小型火電機(jī)組輔機(jī)容量小，可以使用小容量儲(chǔ)能在發(fā)電廠內(nèi)實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)。而相較于新型儲(chǔ)能啟動(dòng)小機(jī)組，黑啟動(dòng)大容量的火電機(jī)組需要更大容量的電源，且集成復(fù)雜、黑啟動(dòng)路徑更長、電壓等級(jí)更高。黑啟動(dòng)大容量火電機(jī)組對于新型儲(chǔ)能的控制、通信及保護(hù)等均提出了更高的要求。
第三探：創(chuàng)新突破不一般
當(dāng)然，創(chuàng)新探索的道路總是艱辛坎坷。
2016年，隨著國家能源局的批準(zhǔn)，國網(wǎng)遼寧電力開始研究儲(chǔ)能電站黑啟動(dòng)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用。2023年5月，國網(wǎng)遼寧電力開展了第一次黑啟動(dòng)試驗(yàn)。但由于純電力電子設(shè)備組網(wǎng)黑啟動(dòng)網(wǎng)內(nèi)大容量火電機(jī)組的試驗(yàn)在全國乃至全球范圍內(nèi)尚屬首次，試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)無任何經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，且傳統(tǒng)的理論及仿真分析方法均未能預(yù)知試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，首次試驗(yàn)因發(fā)生振蕩現(xiàn)象而中止，這給試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)帶來了很大的沖擊。
此后，試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)對第一次試驗(yàn)中的現(xiàn)象和寶貴數(shù)據(jù)進(jìn)行了充分的總結(jié)分析，創(chuàng)新形成“新型儲(chǔ)能黑啟動(dòng)理論-仿真-試驗(yàn)三維互證體系”，從理論分析、仿真復(fù)現(xiàn)、現(xiàn)場試驗(yàn)?zāi)M三個(gè)維度解析了試驗(yàn)失敗的原因，并基于該三維互證體系針對試驗(yàn)的全流程工況進(jìn)行了詳細(xì)地多維度分析，為后續(xù)試驗(yàn)成功奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
10家單位107名團(tuán)隊(duì)成員，20多份報(bào)告，累計(jì)超百萬字，9個(gè)月395天4000多小時(shí)……終于，這根點(diǎn)亮城市的火柴被我們牢牢握在了手中。
