中國儲能網(wǎng)訊：6月17～18日，國網(wǎng)遼寧電力組織大連恒流儲能電站、華能大連電廠成功開展了全球首次新型儲能黑啟動城市電網(wǎng)大容量火電機(jī)組試驗。
黑啟動這個看起來“神秘”又“硬核”的概念，也因此進(jìn)入大家的視野。黑啟動到底是什么？這場“全球首次”黑啟動試驗有哪些地方值得大家關(guān)注？帶您深度解鎖黑啟動
“點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。
簡單來說，黑啟動是指某一電力系統(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)中具有自啟動能力的機(jī)組帶動其他沒有自啟動能力的機(jī)組運(yùn)行，并逐步擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終恢復(fù)整個系統(tǒng)的運(yùn)行。
所謂星星之火，可以燎原。借助黑啟動，一個小小的自啟動機(jī)組，就可以以點帶面，點亮整座城市的燈光。
新型儲能黑啟動城市電網(wǎng)大容量火電機(jī)組試驗指揮現(xiàn)場的大屏幕。
這個“全球首次”黑啟動哪些亮點值得一探？
第一探：新型儲能
要想成功點燃“這根火柴”，“火種”——電源的選擇十分關(guān)鍵。
本次試驗全稱“新型儲能黑啟動城市電網(wǎng)大容量火電機(jī)組試驗”，顧名思義，是首次創(chuàng)新采用“新型儲能”，即全球最大、首座100MW/400MWh全釩液流電池儲能電站——大連恒流儲能電站作為“火種”來啟動大容量火電機(jī)組的。
相較傳統(tǒng)的黑啟動，以“新型儲能”作為黑啟動“火種”的優(yōu)勢在哪里？
傳統(tǒng)的黑啟動多以水電機(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，啟動速度快。然而，受水電資源的限制，水電機(jī)組黑啟動不具備靈活配置的條件，無法滿足所有區(qū)域黑啟動的要求。
新型儲能具有選址靈活、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的新“火種”，快速啟動電網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電機(jī)組，恢復(fù)電網(wǎng)供電。
以本次黑啟動試驗為例：儲能電站自啟動→儲能電站經(jīng)220千伏海灣變電站帶動線路零啟升壓（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臺變壓器合閘沖擊→火電機(jī)組40臺輔機(jī)啟動帶負(fù)荷→火電機(jī)組點火、暖機(jī)、沖轉(zhuǎn)→火電機(jī)組成功并網(wǎng)……
經(jīng)過以上步驟，新型儲能即可黑啟動帶動火電機(jī)組運(yùn)行，完成區(qū)域的恢復(fù)。
本次試驗證明，新型儲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)。
新型儲能黑啟動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。本次試驗的成功有助于探索新型儲能支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的安全性能，為未來新型儲能大規(guī)模綜合利用打造示范樣本。
“新型儲能，將會是未來新型電力系統(tǒng)的重要支撐?！北敬卧囼灥默F(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)行處處長韓子嬌感慨道。
第二探：大容量城市火電機(jī)組
本次試驗中，新型儲能成功帶動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)。用新型儲能啟動如此大容量的火電機(jī)組是創(chuàng)新點，也是難點之一。
華能大連電廠總裝機(jī)容量140萬千瓦，共有4臺35萬千瓦機(jī)組，是全國特大型發(fā)電企業(yè)?！坝眯滦蛢δ軒踊痣姍C(jī)組，從技術(shù)上來說，是個非常嚴(yán)苛的考驗，但一旦成功，便可以為城市及時供給穩(wěn)定電源，意義很大?！表n子嬌說。
小型火電機(jī)組輔機(jī)容量小，可以使用小容量儲能在發(fā)電廠內(nèi)實現(xiàn)黑啟動。而相較于新型儲能啟動小機(jī)組，黑啟動大容量的火電機(jī)組需要更大容量的電源，且集成復(fù)雜、黑啟動路徑更長、電壓等級更高。黑啟動大容量火電機(jī)組對于新型儲能的控制、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能電站黑啟動相關(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試驗。但由于純電力電子設(shè)備組網(wǎng)黑啟動網(wǎng)內(nèi)大容量火電機(jī)組的試驗在全國乃至全球范圍內(nèi)尚屬首次，試驗團(tuán)隊無任何經(jīng)驗可以借鑒，且傳統(tǒng)的理論及仿真分析方法均未能預(yù)知試驗風(fēng)險，首次試驗因發(fā)生振蕩現(xiàn)象而中止，這給試驗團(tuán)隊帶來了很大的沖擊。
此后，試驗團(tuán)隊對第一次試驗中的現(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“新型儲能黑啟動理論-仿真-試驗三維互證體系”，從理論分析、仿真復(fù)現(xiàn)、現(xiàn)場試驗?zāi)M三個維度解析了試驗失敗的原因，并基于該三維互證體系針對試驗的全流程工況進(jìn)行了詳細(xì)地多維度分析，為后續(xù)試驗成功奠定了堅實基礎(chǔ)。
10家單位107名團(tuán)隊成員，20多份報告，累計超百萬字，9個月395天4000多小時……終于，這根點亮城市的火柴被我們牢牢握在了手中。
