CN111064191A - 城市电网的黑启动方法及装置 - Google Patents

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周运斌
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张绍峰
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刘慧珍
***
董楠
黄立华
王腾飞
董晋阳
李香龙
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Abstract

本申请公开了一种城市电网的黑启动方法及装置。其中，该方法包括：确定城市电网的黑启动电源，其中，黑启动电源为位于城市电网中的垃圾电厂；依据黑启动电源控制城市电网恢复供电。本申请解决了目前由于缺少稳定的黑启动电源导致城市电网发生大停电事故后，无法实现恢复供电的技术问题。

Description

城市电网的黑启动方法及装置
技术领域
本申请涉及城市电网黑启动领域，具体而言，涉及一种城市电网的黑启动方法及装置。
背景技术
超大城市对供电可靠性要求很高。但电网发生故障不可避免，具有发生大停电、使电网全黑的可能性。因此对于超大城市尤其要做好应对电网全黑的事故预案，即黑启动方案。
黑启动是指在大电网因故障停电后通过网内具有自启动能力的机组带动无自启动能力的机组，逐步扩大供电范围，最终恢复电网供电能力的过程。目前由于缺少稳定的黑启动电源导致城市电网发生大停电事故后，无法实现恢复供电。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种城市电网的黑启动方法及装置，以至少解决目前由于缺少稳定的黑启动电源导致城市电网发生大停电事故后，无法实现恢复供电的技术问题。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种城市电网的黑启动方法，包括：确定城市电网的黑启动电源，其中，黑启动电源为位于城市电网中的垃圾电厂；依据黑启动电源控制城市电网恢复供电。
可选地，黑启动电源包括：第一发电机组和第二发电机组，其中，在城市电网正常供电的情况下，第一发电机组和第二发电机组均正常运行，为垃圾电厂的厂用负荷供电；在城市电网全部断电的情况下，第二发电机组停止运行，第一发电机组正常运行，为垃圾电厂的厂用负荷供电。
可选地，依据黑启动电源控制城市电网恢复供电，包括：在控制第一发电机组运行第一预设时长后，控制第一发电机组接入城市电网；在第一发电机组的负荷上升至预设满负荷的情况下，控制启动第二发电机组。
可选地，控制启动第二发电机组之后，上述方法还包括：当第二发电机组的转速升至预设转速时，控制第二发电机组接入城市电网；控制第二发电机组的负荷上升至预设满负荷。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种城市电网的黑启动装置，包括：确定模块，用于确定城市电网的黑启动电源，其中，黑启动电源为位于城市电网中的垃圾电厂；控制模块，用于依据黑启动电源控制城市电网恢复供电。
可选地，黑启动电源包括：第一发电机组和第二发电机组，其中，在城市电网正常供电的情况下，第一发电机组和第二发电机组均正常运行，为垃圾电厂的厂用负荷供电；在城市电网全部断电的情况下，第二发电机组停止运行，第一发电机组正常运行，为垃圾电厂的厂用负荷供电。
可选地，上述控制模块，包括：第一控制单元，用于在控制第一发电机组运行第一预设时长后，控制第一发电机组接入城市电网；第二控制单元，用于在第一发电机组的负荷上升至预设满负荷的情况下，控制启动第二发电机组。
可选地，上述控制模块还包括：第三控制单元，用于当第二发电机组的转速升至预设转速时，控制第二发电机组接入城市电网；第四控制单元，用于控制第二发电机组的负荷上升至预设满负荷。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以上的城市电网的黑启动方法。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，程序运行时执行以上的城市电网的黑启动方法。
在本申请实施例中，采用确定城市电网的黑启动电源，其中，黑启动电源为位于城市电网中的垃圾电厂；依据黑启动电源控制城市电网恢复供电的方式，通过将城市电网中的垃圾电厂作为城市电网的黑启动电源，并利用该黑启动电源控制城市电网恢复供电，从而实现了当城市电网发生大停电故障后，保证城市电网能够实现恢复供电，提高了城市电网运行的稳定性的技术效果，进而解决了目前由于缺少稳定的黑启动电源导致城市电网发生大停电事故后，无法实现恢复供电技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的一种城市电网的黑启动方法的流程图；
图2是根据本申请实施例的一种城市电网的黑启动装置的结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本申请实施例，提供了一种城市电网的黑启动方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本申请实施例的一种城市电网的黑启动方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，确定城市电网的黑启动电源，其中，黑启动电源为位于城市电网中的垃圾电厂。
制定黑启动方案首先要确定黑启动电源。选择作为超大城市黑启动电源的机组应当具有以下特点：
1)电厂有独立电源(一般为大容量柴油发电机)，能带所有辅机(黑启动负荷)运行，而且机组启动前的准备时间短、机组启动和并网快；
2)电厂如果没有独立带黑启动负荷的电源，那么其控制***必须有孤网运行功能；
3)机组受资源影响小，出力平稳；
4)机组年运行时间长，检修时间短。
表1是各类型机组作为黑启动电源的特点
Figure BDA0002342788310000041
从表1可知：
燃煤电厂启动慢，厂用负荷大。一般不考虑作为黑启动电源。风光类型电厂远离负荷中心，不具备孤岛运行能力。水电机组作为枯水城市，不能保证水源供应，不能作为主要的黑启动电源。燃气和垃圾电厂主要区别是：垃圾电厂运行时间长。垃圾电厂年检修时间只有几天，燃气电厂年检修时间超过1个月。因此，垃圾电厂能提供更稳定可靠电源。由于垃圾电厂厂用负荷大，配置大容量柴油发电机不经济，最好的方式是将其改造为具有孤岛运行功能。垃圾机组比燃煤、燃气机组出力小很多，与电网解列后功率缺额小，频率控制相对容易，改造孤岛运行功能的技术成熟。
作为超大城市黑启动电源，除了常规的抽水蓄能、燃气机组，还应该因地制宜考虑具有孤岛运行能力的垃圾电厂。垃圾电厂的燃料堆放在垃圾池中，一般可供焚烧5-7天，可见具有良好连续发电供出能力。
步骤S104，依据黑启动电源控制城市电网恢复供电。
通过上述步骤，通过将城市电网中的垃圾电厂作为城市电网的黑启动电源，并利用该黑启动电源控制城市电网恢复供电，从而实现了当城市电网发生大停电故障后，保证城市电网能够实现恢复供电，提高了城市电网运行的稳定性的技术效果。
根据本申请的一个可选的实施例，上述黑启动电源包括：第一发电机组和第二发电机组，其中，在城市电网正常供电的情况下，第一发电机组和第二发电机组均正常运行，为垃圾电厂的厂用负荷供电；在城市电网全部断电的情况下，第二发电机组停止运行，第一发电机组正常运行，为垃圾电厂的厂用负荷供电。
该垃圾电厂由2台发电机组，全部采用发电机变压器组单元接线升压至110kV母线，再通过2回线路接入110kV电网。厂用工作电源是从1#、2#主变低压侧引接，分别至10kV厂用I、II段母线，厂用启动/备用电源是从110kV母线引接，通过1台启动/备用变压器至10kV厂用备用段母线。正常运行时，该垃圾电厂厂用负荷为11500kW，由1#、2#发电机供电，柴发和蓄电池不工作。电网全黑后，1#发电机带全部厂用负荷，2#发电机停运，厂内控制***支持孤网运行模式。运行的发电机能随时根据调度需要并网送电，电厂具有黑启动能力。在孤网方式下，燃料与正常运行一样，没有特殊要求。
在本申请的一些可选的实施例中，步骤S104可以通过以下方法实现：在控制第一发电机组运行第一预设时长后，控制第一发电机组接入城市电网；在第一发电机组的负荷上升至预设满负荷的情况下，控制启动第二发电机组。
根据本申请的一个可选的实施例，控制启动第二发电机组之后，上述方法还包括：当第二发电机组的转速升至预设转速时，控制第二发电机组接入城市电网；控制第二发电机组的负荷上升至预设满负荷。
在城市电网全黑的情况下开始黑启动，1#发电机并网，并网后达到满负荷时间为30分钟，出力33MW。在黑启动前，停运的2#机组厂用负荷已经是运行状态，如果2#机组热态启动，从开始启动、并网到满负荷时间最短，为30+60＝90分钟，出力为33MW。
表2垃圾电厂黑启动过程
Figure BDA0002342788310000061
表2中体现了该垃圾电厂黑启动的全过程，从1号机组孤网运行开始，直到2号机组并网并升至满负荷，此过程共需要123分钟。上述第一预设时长为3分钟，预设满负荷为33MW，预设转速为3000r/min。
图2是根据本申请实施例的一种城市电网的黑启动装置的结构图，如图2所示，该装置包括：
确定模块20，用于确定城市电网的黑启动电源，其中，黑启动电源为位于城市电网中的垃圾电厂。
控制模块22，用于依据黑启动电源控制城市电网恢复供电。
根据本申请的一个可选的实施例，上述黑启动电源包括：第一发电机组和第二发电机组，其中，在城市电网正常供电的情况下，第一发电机组和第二发电机组均正常运行，为垃圾电厂的厂用负荷供电；在城市电网全部断电的情况下，第二发电机组停止运行，第一发电机组正常运行，为垃圾电厂的厂用负荷供电。
在本申请的一些可选的实施例中，上述控制模块22，包括：第一控制单元，用于在控制第一发电机组运行第一预设时长后，控制第一发电机组接入城市电网；第二控制单元，用于在第一发电机组的负荷上升至预设满负荷的情况下，控制启动第二发电机组。
根据本申请的一个可选的实施例，上述控制模块22还包括：第三控制单元，用于当第二发电机组的转速升至预设转速时，控制第二发电机组接入城市电网；第四控制单元，用于控制第二发电机组的负荷上升至预设满负荷。
需要说明的是，图2所示实施例的优选实施方式可以参见提1所示实施例的相关描述，此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以上的城市电网的黑启动方法。
存储介质用于存储执行以下功能的程序：确定城市电网的黑启动电源，其中，黑启动电源为位于城市电网中的垃圾电厂；依据黑启动电源控制城市电网恢复供电。
本申请实施例还提供了一种处理器，处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，程序运行时执行以上的城市电网的黑启动方法。
处理器用于运行执行以下功能的程序：确定城市电网的黑启动电源，其中，黑启动电源为位于城市电网中的垃圾电厂；依据黑启动电源控制城市电网恢复供电。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，ReBJDLd-Only Memory)、随机存取存储器(RBJDLM，RBJDLndom BJDLccess Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种城市电网的黑启动方法，其特征在于，包括：
确定城市电网的黑启动电源，其中，所述黑启动电源为位于所述城市电网中的垃圾电厂；
依据所述黑启动电源控制所述城市电网恢复供电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述黑启动电源包括：第一发电机组和第二发电机组，其中，
在所述城市电网正常供电的情况下，所述第一发电机组和所述第二发电机组均正常运行，为所述垃圾电厂的厂用负荷供电；
在所述城市电网全部断电的情况下，所述第二发电机组停止运行，所述第一发电机组正常运行，为所述垃圾电厂的厂用负荷供电。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，依据所述黑启动电源控制所述城市电网恢复供电，包括：
在控制所述第一发电机组运行第一预设时长后，控制所述第一发电机组接入所述城市电网；
在所述第一发电机组的负荷上升至预设满负荷的情况下，控制启动所述第二发电机组。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制启动所述第二发电机组之后，所述方法还包括：
当所述第二发电机组的转速升至预设转速时，控制所述第二发电机组接入所述城市电网；
控制所述第二发电机组的负荷上升至所述预设满负荷。
5.一种城市电网的黑启动装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于确定城市电网的黑启动电源，其中，所述黑启动电源为位于所述城市电网中的垃圾电厂；
控制模块，用于依据所述黑启动电源控制所述城市电网恢复供电。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述黑启动电源包括：第一发电机组和第二发电机组，其中，
在所述城市电网正常供电的情况下，所述第一发电机组和所述第二发电机组均正常运行，为所述垃圾电厂的厂用负荷供电；
在所述城市电网全部断电的情况下，所述第二发电机组停止运行，所述第一发电机组正常运行，为所述垃圾电厂的厂用负荷供电。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块，包括：
第一控制单元，用于在控制所述第一发电机组运行第一预设时长后，控制所述第一发电机组接入所述城市电网；
第二控制单元，用于在所述第一发电机组的负荷上升至预设满负荷的情况下，控制启动所述第二发电机组。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制模块还包括：
第三控制单元，用于当所述第二发电机组的转速升至预设转速时，控制所述第二发电机组接入所述城市电网；
第四控制单元，用于控制所述第二发电机组的负荷上升至所述预设满负荷。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至4中任意一项所述的城市电网的黑启动方法。
10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至4中任意一项所述的城市电网的黑启动方法。
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