黑启动的概念“黑启动”是指在系统故障停运之后，不依赖外界条件的帮助，自动进行系统的恢复过程。 其能自动恢复原因在于系统中存在着有自启动能力的机组，这些机组的启动可以带动无自启 动能力的机组逐步恢复供电。因此我们需要制定严格的黑启动操作制度，使操作步骤越少越 好。另外考虑到功率的利用率，需要较少的启动功率带动较多的机组恢复正常运作[14,15]。 1。2。2 黑启动的一般过程一般来讲，电力系统停电之后通常可将其恢复过程包括三个阶段：黑启动阶段、网架重 构阶段及负荷恢复阶段[16,17]。78757

（1）黑启动阶段 黑启动阶段为恢复的初始阶段，合理的恢复方案会给后续的恢复提供便利。此过程一般耗时 30~60 min。该阶段包括空载线路及变压器充电，水轮发电机的自启动等，由系统中的黑 启动电源提供启动功率，使停止运行的火电厂能重新投入区域电网，恢复正常运行，并与黑 启动电源一起，形成一个独立的子系统[18]。

在黑启动阶段空载线路的末端由于电路的容升效应会引起末端电压的升高，因此在此过 程中的过电压问题是初期网络恢复阶段的关键问题。

（2）网架重构阶段 网架重构阶段耗时较长，这一阶段完成后将重新建立可靠的电力网络。此过程通常历时3~4 h。通过综合考量，对电网子系统之间互联、重新排列、恢复大系统的稳定网络构架创造 条件。提出优化方案，可以加强供电的可靠性，启动大型的带负荷机组来稳定发电机运行和 系统电压。论文网

此阶段的改进，可以大大提高工作效率，为电网的调度员提供了方便。

（3）负荷恢复阶段 在此阶段中，火电机组已经启动并有一定的发电能力，且己建立较为稳定的网架，在发电机输出有功功率和无功功率增加的情况下，可逐步增加负荷。但负荷的增加量应和系统的 频率特性相适应，一次投入的负荷量不应使频率下降太多。同时也要保持系统频率和电压在 允许范围内，且使线路既不过载也不会低频减载动作[19]。

3  黑启动的关键问题

上文中提到在黑启动的初期阶段，先启动一台水轮机或燃气轮机，当发电机转速达到额 定值并能稳定运行时，再将其投入线路。此时，必须给空载线路充电，于是就面临着空载线 路过电压问题。

充电路径（即黑启动路径）多数情况下是一条由发电机、变压器和线路构成的串联路径[20]， 严重的过电压问题时常发生在那些长度长电压等级又高的串联路径上[21]。这些过电压的类型 一般为合闸空载线路的操作过电压和系统工频过电压。操作过电压的属性是一种暂态过电压， 合闸瞬间即产生，幅值很大但持续时间很短[22]。工频过电压则不同，短暂的操作过电压冲击 过后线路末端就会显现工频过电压，工频过电压是一种稳态性质的过电压由空载长线路的容 升效应引起[23]，它幅值虽没有操作过电压大，但其持续时间很长，对系统的恢复也会造成一 定的影响。所以在制定合格的黑启动方案时，两种过电压都要对其进行仿真校验，满足规程 要求。

发生停电事故之后恢复供电是一件棘手的事情，在电力系统大停电事故后执行合理可行 的黑启动方案能有效加快系统恢复进程，将把各项损失降到最低[24,25]。在黑启动过程中，全 部系统非常脆弱，任何一个细小的偏差都会导致黑启动的失败，因此需要我们制定科学适合 本网情况的黑启动方案，这之中离不开对黑启动中存在的相关问题进行研究[26]。黑启动过程 中空载合闸线路会在线路末端产生过电压，过电压的产生会造成绝缘的损坏，对线路电气设 备造成不良的影响，也会影响黑启动的成败，于是需要对黑启动过程中产生的过电压进行严 格的校验。 结合上述分析可以看出，空载线路投切产生的过电压问题是黑启动过程中的关键 问题[27]。