1 背景
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随着电力市场研究和实践的深入电力系统辅助服务对于系统安全的重要性越来越引起人们的关注。当电力系统运行时可能发生的最严重的故障是整个系统全停。一旦系统全部停电电力系统安全措施的最后一条就是如何快速恢复系统给用户供电。近年来世界范围内发生的几起大停电事故提醒我们研究电力系统事故后的恢复问题即黑启动服务问题具有重要的理论和实际意义。
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所谓黑启动，是指整个系统因故障停运后，系统全部停电（不排除孤立小电网仍维持运行），处于全“黑”状态，不依赖别的网络帮助，通过系统中具有自启动能力的发电机组启动，带动无自启动能力的发电机组，逐渐扩大系统恢复范围，最终实现整个系统的恢复。
2 整站黑启动方案
2.1 远程黑启动方案
当场站电网失电时，需要由电池和PCS运行带动场站负载，如图1所示。在黑启动之前闭合各箱变与主变的开关，由PCS进行零起升压带动场站变压器与其他负载；由于场站主变与其他负载的容量较大，需要的励磁电流也较大，因此需要场站一条母线下或多条母线下的PCS同时进行零起升压，操作流程图如图2所示。
如图2所示，当PCS电压建立完成后，场站其余负载可按重要性依次投入，直至整个场站黑启动完成。
本方案零起升压的好处在于变压器的励磁电流上升较慢，对变压器与PCS的冲击较小；零起升压方案对PCS通信网络有着较高要求，各台PCS接收到的启动指令同步误差应小于3ms，防止各台PCS离网电压建立过程中的相角差异过大导致系统失稳。
2.2 本地黑启动方案
考虑到场站最为严苛的工况，整个场站全部失电（UPS无电、无柴油发电机），此时通信系统瘫痪，无法进行远程黑启动，需要由PCS在电池上电后本地启动，其余PCS和负载依次接入。本地黑启动操作流程图如图3所示。
如图3所示，由于场站无通信，只能先本地启动一台PCS；单台PCS带载能力有限，因此在启动前需要断开主变开关和其他箱变高压侧开关。单台PCS建立电压后，同箱变下其他PCS可以构网并入，提高带载能力。当整条母线PCS均构网成功启动时，可以合母联开关，启动其他高压母线下的PCS。当其他母线下PCS启动后，可以合主变开关，以及并入场站的其他负载。
整站本地黑启动方式的优点在于对通信的要求较低甚至可以在无通信的工况下启动；缺点在于变压器以及场站其他负载需要空投，励磁涌流较大，对PCS以及变压器的冲击较大，可借助我司构网型变流器提升PCS的抗冲击能力。同时，相比于远程黑启动，本地黑启动的启动速度也相对较慢。
3 总结
针对整站黑启动问题，我司一共提出了远程黑启动和本地黑启动两种方案，远程黑启动适用于场站UPS以及通信系统尚有电的工况下，且对场站通信的一致性要求较高；远程黑启动的启动速度相对较快，且对变压器和PCS的冲击较小。本地黑启动适用于场站全“黑”的应用场景，启动速度较慢，对变压器和PCS的冲击较大。