[發明專利]一種廠用水輪發電機的水電站黑啟動模擬試驗系統及方法

在審

• 申請號: 202011305829.4
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112327160A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 寇水潮;孫嘉悅;雷富坤;田磊陳;高峰;劉仕雄;楊俊;張雄;曾奇;李政;柴琦
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;H02J3/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

本發明一種廠用水輪發電機的水電站黑啟動模擬試驗系統及方法，包括400V水輪發電機、第二400V廠用母線、第一10kV水輪發電機、第一主變壓器和第二220kV母線；在送出第二220kV線路、第一220kV線路無法停電的條件下，模擬了在第二220kV母線電壓完全失去的情況下，第一10kV水輪發電機組不依靠任何外部電源，僅靠400V水輪發電機組拖動第二400V廠用母線輔機設備運行，完成第一10kV水輪發電機啟動、定速，發電機勵磁、定子建壓的啟動程序，為本側第二220kV母線建立頻率穩定、示值正確電壓，驗證了第一10kV水輪發電機組的黑啟動能力，可為電網提供環保的黑啟動電源；通過配置400V廠用水輪發電機，在送出線路不停電的情況下進行黑啟動試驗。

技術領域

本發明屬于水電站黑啟動技術領域，具體涉及一種廠用水輪發電機的水電站黑啟動模擬試驗系統及方法。

背景技術

全球因環境問題日益突出，各組織和國家針對環境問題制定了若干政策，目的在于保護環境，減少碳排放，維持能源可持續發展，建立對環境友好型的能源，實現人與自然和諧相處。中國為響應世界環境組織的號召，向世界宣布2020年碳排放強度減排目標，為此大力發展新能源，從陸地光伏和風電，再到沿海海上風電項目。新能源在傳統電網的不斷接入，因其發電的隨機性，增加了電網的調控難度，進一步凸顯了電網應對大型事故的黑啟動防御重要性。我國具備黑啟動能力的機組大部分為占比16.26％水電機組，燃機因受天然氣資源的限制，在我國各省的占比很少，綜合來看水電憑借自然優勢使其成為我國電網應對大停電事故的主力電源。為高效應對電網日益劇增的黑啟動能力，需要水電機組進行黑啟動能力建設工作，為電網提供環保、可靠的優質黑啟動電源。現有水電站黑啟動技術存在以下問題：(1)當水電自身儲能不能保證啟動時，需要借助柴油發電機進行啟動工作，而柴油發電機屬于在水電屬于間斷性啟動的電源，受制于維護、天氣等其他原因，在關鍵時刻無法啟動的事件屢有發生；(2)現有水電站應急電源通常為柴油發電機，尚未考慮利用大壩自然蓄能的優勢，可通過配置400V廠用水輪發電機，應對水電站在柴油發電機無法啟動的突發事故；(3)傳統黑啟動試驗必須要騰出線路進行試驗，為此黑啟動試驗通常在線路停電的時候才能進行。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種廠用水輪發電機的水電站黑啟動模擬試驗系統及方法，通過配置400V廠用水輪發電機，能夠替代黑啟動電源柴油發電機，在送出線路不停電的情況下進行黑啟動試驗，驗證水電站在失電的情況下具備電網要求的黑啟動能力。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種廠用水輪發電機的水電站黑啟動模擬試驗系統，包括400V水輪發電機、第二400V廠用母線、第一10kV水輪發電機和第二220kV母線；

所述400V水輪發電機經保安空氣開關與所述第二400V廠用母線相連；

所述第一10kV水輪發電機依次經第一出口斷路器、第一10kV刀閘、第一主變壓器、第一220kV斷路器、第一220kV刀閘與所述第二220kV母線相連；

所述400V水輪發電機用于為所述第一10kV水輪發電機的第二400V廠用母線的輔機提供電源。

優選的，還包括第一母聯刀閘、第一220kV母線、第二220kV刀閘、第三400V廠用母線、第三10kV刀閘、第一10kV斷路器、第四10kV刀閘、第一10kV廠用母線和第二400V聯絡刀閘；

所述第一母聯刀閘一端與所述第二220kV母線相連，另一端經220kV母聯斷路器、第二母聯刀閘與所述第一220kV母線相連；

所述第二220kV刀閘一端與所述第一220kV母線相連，另一端與所述第一220kV斷路器和第一220kV刀閘之間的公共點相連；