[发明专利]一种基于孤立电网黑启动的柴油机容量优化方法

说明书

本发明公开了一种基于孤立电网黑启动的柴油机容量优化方法，属于电网黑启动柴油机容量优化领域，通过建立黑启动电厂的电路模型，通过简化电路模型，计算得出单台最大辅机设备对于黑启动过程电压的影响，从而优化黑启动柴油机的容量，同时根据已有的黑启动柴油机容量计算方法，根据现场黑启动辅机的启动方式，不仅仅计算单台最大功率辅机设备对系统的影响，同时考虑其启动方式，验算非变频启动方式下最大单台辅机功率对于系统的影响，同时考虑实际工程中柴油发电机的功率和容量之间可能存在着较大的差别，考虑整个黑启动过程中的有功需求与总容量之间的关系，得出一套完善的适用于孤立电网黑启动柴油机容量优化方案。

技术领域

本发明属于电网黑启动柴油机容量优化领域，更具体地，涉及一种针对孤立电网黑启动惯量小的场景下的黑启动柴油机容量优化方法。

背景技术

黑启动是指整个电网系统故障后或者机组首次投运时，系统处于全‘黑’状态，通过系统中具有自启动能力机组的启动，带动无自启动能力机组，逐步扩大供电范围，实现该电力系统的恢复过程。

孤立电网的黑启动不同于大网黑启动，孤立电网由于系统小，系统惯量小，单台辅机设备功率对于黑启动过程影响更大，系统抗干扰能力差，目前黑启动的研究多为大电网的研究，涉及孤网或者是微电网的黑启动主要采用其它分布式电源，而黑启动的关键问题在于如何选择黑启动电源，目前我国具备黑启动能力的电源有水轮机发电厂和燃煤发电厂。其中水轮机组作为水力电厂的黑启动电源，具有辅助设备简易，启动速度快等其它优点，被广泛采用。燃煤发电机组启动工艺流程相对较复杂，辅机设备的功率较大，需要的厂用电量较大，对具有自启动能力的发电机组要求非常高。而依靠电池启动的柴油发电机组启动迅速，具有快速的带载能力，一步加载能力强，系统简单可靠等特点。

因此通常选用柴油发电机组作为燃煤发电厂的黑启动电源。在火电厂中，系统黑启动的工艺流程较为复杂，辅机类型和数量较多，并且全部为异步电动机类型，异步电动机启动时，启动电流大启动转矩小，启动时转差率为1，异步电动机属于“堵转”运行，将对整个电力系统产生较大的冲击，造成厂用段母线电压的降落，甚至可能造成其它辅机设备的跳闸，厂用段电压大幅度降落的原因是大容量的异步电动机启动时吸收了大量的无功，而黑启动时依赖柴油发电机提供的电源容量非常有限，此时容易造成大功率异步电动机启动时厂用段母线电压的大幅度降低，可能造成辅机设备的启动失败，情况严重还有可能造成火电厂黑启动失败，而孤立电网由单台大功率辅机设备所造成的冲击对系统影响更加显著，虽然柴油发电机作为黑启动的电源已经有相关的应用，但对于孤立电网完全以柴油机作为黑启动电源的案例并不多，对于其容量选择并不明确。

因此，如何结合设计规程中对于保安负荷起作用的备用柴油机发电机组容量计算公式，总结出一套完善的适用于孤立电网黑启动柴油机容量优化方案是目前亟需解决的技术难题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种基于孤立电网黑启动的柴油机容量优化方法，由此解决现有孤立电网以柴油机作为黑启动电源存在一定局限性的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于孤立电网黑启动的柴油机容量优化方法，包括：

(1)列出孤立电网黑启动辅机启动顺序方案表，并获取孤立电网黑启动柴油机相关出厂数据，其中，所述辅机启动顺序方案表用于表示孤立电网黑启动负荷顺序及启动容量表；

(2)依据孤立电网黑启动全部负载依次投入计算孤立电网黑启动柴油机机组容量；

(3)依据发电机短时过负载能力计算孤立电网柴油机机组容量，根据所述辅机启动顺序方案表中各辅机不同的启动方式应用不同的计算方案；

(4)基于黑启动电厂等效电路模型，根据最大负载加载时允许的电压降计算柴油机机组容量，同时根据实际中黑启动过程中辅机启动方式主要采取直接全压启动和变频启动两类，忽略变频启动的异步电动机冲击过程，考虑全压启动时单台最大功率的辅机对于系统压降的影响；