Naar de inhoud

Zwartstartplan

Achtergrond

  • Naarmate het onderzoek naar en de praktijk van de elektriciteitsmarkt zich verdiepen, wordt het belang van ondersteunende diensten voor de systeemveiligheid van het elektriciteitssysteem steeds meer onderkend. De ernstigste storing die kan optreden wanneer het elektriciteitssysteem in bedrijf is, is een volledige uitval van het hele systeem. Wanneer het systeem volledig is uitgevallen, is de laatste veiligheidsmaatregel van het elektriciteitssysteem hoe het systeem snel kan worden hersteld om gebruikers van stroom te voorzien. De afgelopen jaren hebben verschillende grote stroomstoringen wereldwijd ons eraan herinnerd dat het bestuderen van het herstel van het elektriciteitssysteem na een storing, dat wil zeggen het zwartstartprobleem, een belangrijke theoretische en praktische betekenis heeft.

  • Zwartstart verwijst naar het feit dat nadat het hele systeem door een storing is uitgevallen, het systeem volledig zonder stroom zit (het is niet uitgesloten dat een geïsoleerd klein netwerk nog in bedrijf is), zich in een volledig "zwarte" toestand bevindt, zonder afhankelijk te zijn van hulp van andere netwerken, via het opstarten van generatoren in het systeem die zelfstartend vermogen hebben, die generatoren zonder zelfstartend vermogen aandrijven, waardoor het herstelbereik van het systeem geleidelijk wordt uitgebreid, en uiteindelijk het herstel van het hele systeem wordt gerealiseerd.

Zwartstartplan voor het hele station

2.1 Extern zwartstartplan

Wanneer het netwerk van het station stroom verliest, moeten de batterij en de PCS worden gebruikt om de belasting van het station aan te drijven, zoals weergegeven in afbeelding 1. Vóór de zwartstart moeten de schakelaars van elke transformator en de hoofdtransformator worden gesloten, en de PCS voert een opbouw van de spanning vanaf nul uit om de transformator van het station en andere belastingen aan te drijven; omdat de capaciteit van de hoofdtransformator van het station en andere belastingen groot is, is de benodigde bekrachtigingsstroom ook groot, dus is het noodzakelijk dat de PCS onder één rails of meerdere rails van het station tegelijkertijd de opbouw van de spanning vanaf nul uitvoeren. Het bedieningsproces is weergegeven in afbeelding 2.

ScreenShot_2026-09-04_094039_195
Afbeelding 1 Schematisch diagram van het zwartstartsysteem van het hele station
fig2_remote_black_start_EN
Afbeelding 2 Stroomschema van de externe zwartstartoperatie van het hele station
Zoals weergegeven in afbeelding 2, nadat de PCS-spanning is opgebouwd, kunnen de overige belastingen van het station achtereenvolgens op volgorde van belangrijkheid worden ingeschakeld totdat de zwartstart van het hele station is voltooid. > Het voordeel van de opbouw vanaf nul in dit plan is dat de bekrachtigingsstroom van de transformator langzaam stijgt, wat een kleinere impact heeft op de transformator en de PCS; het plan voor opbouw vanaf nul stelt hoge eisen aan het communicatienetwerk van de PCS. De synchronisatiefout van de startopdrachten die door elke PCS worden ontvangen, moet kleiner zijn dan 3 ms, om te voorkomen dat een te groot fasedverschil tijdens de opbouw van de netspanning van elke PCS in eilandbedrijf leidt tot systeeminstabiliteit. ## 2.2 Lokaal zwartstartplan Rekening houdend met de meest extreme bedrijfsomstandigheden van het station, waarbij het hele station volledig zonder stroom zit (UPS zonder stroom, geen dieselgenerator), is het communicatiesysteem op dat moment uitgevallen en kan er geen externe zwartstart worden uitgevoerd. Het is noodzakelijk dat de PCS lokaal wordt opgestart nadat de batterij onder spanning is gezet, waarna de overige PCS'en en belastingen achtereenvolgens worden aangesloten. Het stroomschema van de lokale zwartstartoperatie is weergegeven in afbeelding 3.
fig3_local_black_start_EN
Afbeelding 3 Stroomschema van de lokale zwartstartoperatie van het hele station
Zoals weergegeven in afbeelding 3, omdat er geen communicatie is in het station, kan eerst lokaal één PCS worden opgestart; het belastingsvermogen van één enkele PCS is beperkt, dus vóór het opstarten moeten de schakelaar van de hoofdtransformator en de hoogspanningszijschakelaars van andere transformatoren worden geopend. Nadat de spanning door één enkele PCS is opgebouwd, kunnen andere PCS'en onder dezelfde transformator een netwerk vormen en parallel worden geschakeld om het belastingsvermogen te vergroten. Wanneer alle PCS'en op de gehele rail met succes een netwerk hebben gevormd en zijn opgestart, kan de railkoppelschakelaar worden gesloten om PCS'en onder andere hoogspanningsrails op te starten. Nadat de PCS'en onder andere rails zijn opgestart, kan de schakelaar van de hoofdtransformator worden gesloten en kunnen andere belastingen van het station parallel worden geschakeld. > Het voordeel van de lokale zwartstartmethode voor het hele station is dat de vereisten voor communicatie lager zijn en dat deze zelfs kan worden opgestart zonder communicatie; het nadeel is dat de transformator en andere belastingen van het station leeg moeten worden ingeschakeld, waardoor de inschakelstootstroom groot is en de impact op de PCS en de transformator aanzienlijk is. De netwerkvormende omvormer van ons bedrijf kan worden gebruikt om het schokbestendigheidsvermogen van de PCS te verbeteren. Tegelijkertijd is, vergeleken met de externe zwartstart, de opstartsnelheid van de lokale zwartstart ook relatief langzamer. ## 3 Samenvatting Voor het zwartstartprobleem van het hele station heeft ons bedrijf in totaal twee plannen voorgesteld: de externe zwartstart en de lokale zwartstart. De externe zwartstart is geschikt voor bedrijfsomstandigheden waarbij de UPS en het communicatiesysteem van het station nog onder spanning staan, en stelt hoge eisen aan de consistentie van de communicatie van het station; de opstartsnelheid van de externe zwartstart is relatief snel, en de impact op de transformator en de PCS is klein. De lokale zwartstart is geschikt voor toepassingsscenario's waarbij het hele station volledig "zwart" is, de opstartsnelheid is langzamer en de impact op de transformator en de PCS is groter.