電力系統(tǒng)大面積停電恢復(fù)技術(shù)導(dǎo)則

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電力系統(tǒng)大面積停電恢復(fù)技術(shù)導(dǎo)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(yǔ)和定義 14總體要求 25系統(tǒng)恢復(fù)準(zhǔn)備階段 36電源黑啟動(dòng)階段 37網(wǎng)架重構(gòu)階段 38負(fù)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(bào)告 6附錄B(規(guī)范性)系統(tǒng)恢復(fù)實(shí)施方案 7附錄C(規(guī)范性)黑啟動(dòng)試驗(yàn)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(qǐng)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(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行與控制標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC／TC446)歸口。本文件起草單位：國(guó)家電網(wǎng)有限公司國(guó)家電力調(diào)度控制中心、中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司、中國(guó)南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心、國(guó)網(wǎng)北京市電力公司、國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司、廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司、國(guó)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(dǎo)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(jí)的電力系統(tǒng)參照?qǐng)?zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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(duì)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(dǎo)則GB／T50064交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義GB／T31464—2015界定的以及下列術(shù)語(yǔ)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(jí)電網(wǎng)或城市電網(wǎng)大量減供負(fù)荷，對(duì)國(guó)家安全、社會(huì)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?；蚓植侩娋W(wǎng)大面積停電的情況，通過(guò)該系統(tǒng)中具有自啟動(dòng)能力的機(jī)組啟動(dòng)，或通過(guò)外啟動(dòng)電源供給，帶動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)其他機(jī)組，逐步恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程。 不依靠外來(lái)電源能自行啟動(dòng)的機(jī)組，以及可用于黑啟動(dòng)的外部電源。能夠通過(guò)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(dòng)電源不具備自行啟動(dòng)能力且需要優(yōu)先恢復(fù)運(yùn)行的機(jī)組。2黑啟動(dòng)電源啟動(dòng)第二批啟動(dòng)電源或恢復(fù)必要負(fù)荷所經(jīng)過(guò)的線路、廠站母線和變壓器。黑啟動(dòng)分區(qū)目標(biāo)網(wǎng)架黑啟動(dòng)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(guò)逐步恢復(fù)重要線路啟動(dòng)主力電源，以此建立起來(lái)的獨(dú)立的、包括了關(guān)鍵電廠、變電站、線路以及適量負(fù)荷的基礎(chǔ)電網(wǎng)。相鄰黑啟動(dòng)分區(qū)界面某一個(gè)黑啟動(dòng)分區(qū)與另一個(gè)黑啟動(dòng)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(zhǔn)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(dòng)電源和黑啟動(dòng)路徑、系統(tǒng)黑啟動(dòng)分區(qū)方案、網(wǎng)架重構(gòu)策略以及緊急負(fù)荷的供電路徑等。電源黑啟動(dòng)階段黑啟動(dòng)電源完成自啟動(dòng)、恢復(fù)黑啟動(dòng)路徑及啟動(dòng)第二批啟動(dòng)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(fù)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(dòng)并網(wǎng)，大規(guī)模負(fù)荷投入操作的階段。黑啟動(dòng)初始狀態(tài)為滿足黑啟動(dòng)運(yùn)行條件，各黑啟動(dòng)電源、第二批啟動(dòng)電源、黑啟動(dòng)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(fù)荷恢復(fù)階段。4．2根據(jù)系統(tǒng)的發(fā)展變化滾動(dòng)開展系統(tǒng)恢復(fù)研究工作，編制的系統(tǒng)恢復(fù)研究報(bào)告應(yīng)符合附錄A的要求，系統(tǒng)恢復(fù)實(shí)施方案應(yīng)符合附錄B的要求，黑啟動(dòng)試驗(yàn)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(diǎn)和黑啟動(dòng)電源所在電網(wǎng)的位置合理劃分黑啟動(dòng)分區(qū)。在系統(tǒng)大面積停電狀態(tài)下，調(diào)動(dòng)各區(qū)域的黑啟動(dòng)能力，各黑啟動(dòng)分區(qū)同時(shí)實(shí)施啟動(dòng)，采用多區(qū)域、多分區(qū)并舉的系統(tǒng)恢復(fù)策略。注：每個(gè)黑啟動(dòng)分區(qū)中包括至少一個(gè)黑啟動(dòng)電源、若干個(gè)第二批啟動(dòng)電源和關(guān)鍵變電站，以及黑啟動(dòng)電源與第二批啟動(dòng)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(jī)制啟動(dòng)通信應(yīng)急預(yù)案和自動(dòng)化應(yīng)急預(yù)案，保證調(diào)度電話和繼電保護(hù)通道的暢通，以及自動(dòng)化信息準(zhǔn)確可靠。3a)根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際情況可考慮退出區(qū)域型穩(wěn)控裝置中的切機(jī)、切負(fù)荷功能，就地型穩(wěn)控裝置運(yùn)行狀態(tài)不變；b)應(yīng)退出機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)、自動(dòng)電壓控制(AVC)功能；c)應(yīng)防止繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置不正確動(dòng)作而中斷或延誤系統(tǒng)恢復(fù)；d)應(yīng)保持有功功率和無(wú)功功率的平衡，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)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(dòng)可比正常運(yùn)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(zhǔn)備階段目標(biāo)網(wǎng)架的情況和第二批啟動(dòng)電源的狀態(tài)。具體要求如下：a)應(yīng)選擇具有黑啟動(dòng)能力的水電廠、抽水蓄能電廠、具有自啟動(dòng)能力的燃?xì)怆姀S、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(fù)荷的機(jī)組(FCB機(jī)組)、系統(tǒng)外部電源等作為黑啟動(dòng)電源。黑啟動(dòng)電源的自啟動(dòng)能力需要通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證。b)黑啟動(dòng)路徑應(yīng)遵循最基本的路徑規(guī)劃原則，減少啟動(dòng)路徑的長(zhǎng)度或操作步驟及不同電壓等級(jí)的變換，優(yōu)先選擇充電功率小的線路，可先不恢復(fù)啟動(dòng)路徑中的串補(bǔ)、串抗等串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備，應(yīng)避免發(fā)生發(fā)電機(jī)自勵(lì)磁、過(guò)電壓等電磁暫態(tài)問(wèn)題。5．3黑啟動(dòng)路徑設(shè)備保護(hù)應(yīng)能適應(yīng)單側(cè)電源的情況，以保證在黑啟動(dòng)過(guò)程中可靠動(dòng)作切除故障。5．4黑啟動(dòng)電源及其黑啟動(dòng)路徑第二批啟動(dòng)電源所涉及的各變電站應(yīng)設(shè)置為黑啟動(dòng)初始狀態(tài)。具體要求如下：a)黑啟動(dòng)電源、第二批啟動(dòng)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(dòng)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(jí)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(dòng)階段6．1應(yīng)加強(qiáng)對(duì)發(fā)電廠和變電站直流電源的監(jiān)視和維護(hù)，采取減少直流負(fù)荷的措施，延長(zhǎng)直流電源的供操作等基本負(fù)荷的供電，接帶負(fù)荷時(shí)間滿足黑啟動(dòng)要求。6．2黑啟動(dòng)電源機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)采用自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)模式，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器參數(shù)應(yīng)滿足黑啟動(dòng)要求。6．3黑啟動(dòng)電源機(jī)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(dòng)要求。6．4黑啟動(dòng)電源應(yīng)根據(jù)自身的廠用電的接線方式，確定機(jī)組黑啟動(dòng)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(dòng)電源接在同一段母線上。6．5宜確保黑啟動(dòng)分區(qū)內(nèi)第二批啟動(dòng)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(gè)黑啟動(dòng)分區(qū)應(yīng)確定一個(gè)目標(biāo)網(wǎng)架。通過(guò)黑啟動(dòng)分區(qū)內(nèi)的主力電廠、關(guān)鍵變電站、輸電線路和少量負(fù)荷的交替恢復(fù)，建立黑啟動(dòng)分區(qū)的目標(biāo)網(wǎng)架。7．3各黑啟動(dòng)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(jī)組；黑啟動(dòng)分區(qū)之間應(yīng)具有明確、可靠的同期并列點(diǎn)。通過(guò)相鄰黑啟動(dòng)分區(qū)界面的同期并列點(diǎn)將各黑啟動(dòng)分區(qū)進(jìn)行互聯(lián)，建立主網(wǎng)架。。兩7．5火電機(jī)組電源啟動(dòng)后，應(yīng)配合適當(dāng)?shù)呢?fù)荷恢復(fù)或調(diào)整水電出力，保證火電機(jī)組的出力滿足機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行技術(shù)要求。7．6應(yīng)控制機(jī)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(wú)功功率的平衡和電壓穩(wěn)定，避免發(fā)生發(fā)電機(jī)自勵(lì)磁和工頻過(guò)電壓等問(wèn)題。8負(fù)荷恢復(fù)階段8．1負(fù)荷應(yīng)在調(diào)度機(jī)構(gòu)的統(tǒng)一指揮下有序恢復(fù)，按照系統(tǒng)恢復(fù)實(shí)施方案中負(fù)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(fù)荷的恢復(fù)。復(fù)到正常運(yùn)行水平時(shí)，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(fù)荷恢復(fù)過(guò)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(dòng)、網(wǎng)架重構(gòu)、負(fù)荷恢復(fù)不同階段的具體情況和要求，進(jìn)行電磁暫態(tài)、機(jī)電暫態(tài)等安全計(jì)算校核，編制系統(tǒng)恢復(fù)研究報(bào)告，并制定系統(tǒng)恢復(fù)實(shí)施方案。9．2應(yīng)明確變壓器中性點(diǎn)接地方式，校核系統(tǒng)恢復(fù)各階段繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的適應(yīng)性，提出繼電保護(hù)裝置和安全自動(dòng)裝置合理投、退方式。a)計(jì)算校核黑啟動(dòng)電源帶空載長(zhǎng)線路工況下的發(fā)電機(jī)自勵(lì)磁問(wèn)題，并提出抑制措施；b)應(yīng)計(jì)算校核黑啟動(dòng)路徑所涉及的110kV及以上電壓等級(jí)空載線路充電過(guò)程中的工頻過(guò)電壓、操作過(guò)電壓?jiǎn)栴}，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(guò)電壓水平應(yīng)低于GB／T50064中過(guò)電壓限值或設(shè)計(jì)要求；c)應(yīng)計(jì)算校核黑啟動(dòng)路徑所涉及的空載變壓器合閘操作過(guò)程中鐵磁諧振問(wèn)題，選擇合適路徑，避免諧振產(chǎn)生；分析勵(lì)磁涌流對(duì)保護(hù)裝置的影響，必要時(shí)做出相關(guān)調(diào)整；d)應(yīng)計(jì)算校核第二批啟動(dòng)電源輔機(jī)啟動(dòng)對(duì)黑啟動(dòng)電源(發(fā)電機(jī))頻率、電壓的影響。9．4網(wǎng)架重構(gòu)階段，應(yīng)進(jìn)行黑啟動(dòng)分區(qū)和黑啟動(dòng)分區(qū)互聯(lián)后網(wǎng)架的安全穩(wěn)定計(jì)算校核，對(duì)于外啟動(dòng)電源作為黑啟動(dòng)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(fù)荷恢復(fù)階段，主要進(jìn)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(fù)荷。對(duì)于外啟動(dòng)電源作為黑啟動(dòng)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(duì)不同負(fù)荷恢復(fù)水平所對(duì)應(yīng)的運(yùn)行方式進(jìn)行安全穩(wěn)定校核；b)通過(guò)系統(tǒng)靜態(tài)安全分析計(jì)算，校核負(fù)荷恢復(fù)過(guò)程中線路、變壓器過(guò)負(fù)荷和電壓越限的情況；5進(jìn)行動(dòng)態(tài)功角穩(wěn)定計(jì)算校核；d)當(dāng)負(fù)荷恢復(fù)到接近故障前水平時(shí)，系統(tǒng)原則上應(yīng)滿足GB38755中第一級(jí)安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)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(bào)告應(yīng)收集具有黑啟動(dòng)能力廠站的相關(guān)資料，包括黑啟動(dòng)能力試驗(yàn)驗(yàn)證報(bào)告。荷恢復(fù)過(guò)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(bào)告。7附錄B (規(guī)范性)系統(tǒng)恢復(fù)實(shí)施方案應(yīng)依據(jù)附錄A系統(tǒng)恢復(fù)研究報(bào)告完成實(shí)施方案。系統(tǒng)恢復(fù)調(diào)度操作方案應(yīng)對(duì)各級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)在黑啟動(dòng)條件下的職責(zé)分工進(jìn)行明確規(guī)定。各級(jí)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(dòng)電源的確定、啟動(dòng)路徑的選擇及操作步驟、第二批啟動(dòng)電源的選擇及啟動(dòng)、負(fù)荷的送電、系統(tǒng)并列、注意事項(xiàng)和實(shí)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(dòng)路徑中各相關(guān)廠站的黑啟動(dòng)初始狀態(tài)。例如：各廠站的黑啟動(dòng)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(diǎn)接地方式。b)應(yīng)明確子系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線并列點(diǎn)、合環(huán)點(diǎn)及次序。c)各級(jí)系統(tǒng)恢復(fù)方案中應(yīng)列出負(fù)荷恢復(fù)的優(yōu)先次序和數(shù)量。8 (規(guī)范性)黑啟動(dòng)試驗(yàn)方案要求，以及試驗(yàn)組織機(jī)構(gòu)、組織方案等。在電網(wǎng)或電廠所設(shè)定區(qū)域內(nèi)驗(yàn)證黑啟動(dòng)方案的可行性，檢驗(yàn)仿真計(jì)算結(jié)果的正確性。黑啟動(dòng)試驗(yàn)的內(nèi)容宜包括試驗(yàn)電源機(jī)組啟動(dòng)、零起升壓、線路充電、負(fù)荷送電、向外擴(kuò)展啟動(dòng)其他電廠機(jī)組及與系統(tǒng)并列等操作過(guò)程