國網山東省電力公司完成國內第1次“儲-光-火"聯合黑啟動試驗。本次試驗以煙臺祿山龍源220千伏構網型儲能電站為黑啟動電源，成功啟動阜山龍源光伏電站、國家能源蓬萊發電有限公司跟網型儲能電站和火電機組，最后實現黑啟動試驗系統成功并入主網。從構網型儲能電站“發令"，到光伏電站成功啟動開始發電，再到火電機組汽輪機轉動升壓，全程平穩有序。
這是國內第1次新能源和傳統火電共同參與的大規模黑啟動試驗，試驗范圍涵蓋跟/構網儲能、光伏、火電等多類電源，涉及1座500千伏變電站、3座220千伏場站和4條220千伏線路，路徑全長70千米，全面驗證了構網型儲能電站遠距離黑啟動多類型電源的穩定性和可靠性，在新型電力系統恢復能力建設方面具有重要意義。
近年來，山東新能源迅猛發展。新能源電源已成為山東電網裝機規模占比最大的電源類型。在用能越來越清潔的同時，電力系統安全運行也面臨新挑戰。如何提升新能源高占比地區電網的應急恢復能力，是新型電力系統建設的研究重點之一。
大風、寒潮等惡劣天氣頻發影響著電網安全運行。電網的控制系統、信息系統還可能遭受網絡攻擊。目前，山東已建成“五交四直一環網"省域交直流混聯電網。今年迎峰度夏以來，山東電網最高負荷達1.3億千瓦。電網安全穩定面臨著越來越高的要求，確保惡劣情況下電網能通過黑啟動及時恢復供電尤為關鍵。
“假如把電力系統比作人體，突發停電就像休克。"國網山東電力調度控制中心系統處處長苗偉威介紹，“黑啟動是電力系統大面積停電后，在無外接電源支持的情況下，通過具備自啟動能力的發電機組恢復負荷供電的過程，就像人體通過起搏器恢復心跳，自我復蘇。"
一、產品概述（SHHZYD電力建設新產品“高壓試驗變壓器"測量穩定可靠）
YDQC系列輕型交直流高壓試驗變壓器是在同類產品YDJ（G）型高壓試驗變壓器的基礎上，按試驗變壓器國家標準ZBK41006—89要求，經改進后生產的一種新型產品，本系列產品具有體積小、重量輕、結構緊湊、功能齊全、使用方便等特點。實用于電力、工礦、科研等部門，對各種高壓電氣設備、電氣元件、絕緣材料進行工頻耐壓試驗和直流泄漏試驗，是高壓試驗中*的儀器。
二、產品結構（SHHZYD電力建設新產品“高壓試驗變壓器"測量穩定可靠）
YDQC系列輕型高壓試驗變壓器鐵芯為單框式。線圈采用同芯圓筒多層塔式結構，初級低壓繞組繞在鐵芯上，次級高壓繞組繞在低壓繞組外側，這種同軸布置減少了繞組間的藕合損耗。高壓硅堆用特殊工藝封裝在套管內，產品的外殼制成與器芯配合較佳的八角形結構，整體外型美觀大方。其內外部結構見圖1。
產品型號含義
1-均壓球；2-硅堆短路桿；3-高壓套管；4-油閥；5-殼體；6、7-調整電壓輸入a、x端子；8、9-儀表測量E、F端子；10-高壓尾X端子；11-變壓器外殼接地端；12-高壓輸出A端子；13-高壓整流硅堆；14-內部均壓環；15-變壓器鐵芯；16-初級低壓繞組；17-測量儀表繞組；18-二次級高壓繞組；19-變壓器油。
三、工作原理（SHHZYD電力建設新產品“高壓試驗變壓器"測量穩定可靠）
YDQC系列輕型高壓試驗變壓器為單相變壓器，聯結組標號II。單臺高壓試驗變壓器的工作過程，用交流220V（10KVA以上為380V）電壓接入電源控制箱（臺），經電源控制箱（臺）內自藕調壓器（50KVA以上調壓器外附）調節0~200V（10KVA以上0~400V）電壓至試驗變壓器的初級繞組，根據電磁感應原理，在試驗變壓器高壓繞組可獲得試驗所需的高電壓。其工作原理圖見圖2所示。
1、單臺YDQC高壓試驗變壓器工作原理示意圖
在試驗變壓器中：a、x為低壓輸入端；A、X 為高壓輸出端；E、F為儀表測量端。
2、單臺交直流兩用型高壓試驗變壓器工作原理見圖3。圖中所示：高壓套管內裝有高壓硅堆，串接在高壓回路中作高壓整流，以獲得直流高電壓。當用一短路桿將高壓硅堆短接時，可獲得交流高電壓，其狀態為交流輸出；反之在抽出短路桿時，其狀態為直流輸出。
3、三臺高壓試驗變壓器串激獲得更高電壓原理見圖4，串激高壓試驗變壓器有很大的*性，因為整個試驗裝置由多個單臺串激式試驗變壓器組成，單臺試驗變壓器有著體積小、重量輕、便于運輸的特點，它既可以串接成高出幾倍的單臺試驗變壓器輸出電壓組合使用，又可以分開單獨使用。整套試驗裝置投資小、經濟實惠。圖3所示：在三臺串激式試驗變壓器串激使用中，單臺試驗變壓器B1、B2、B3的輸出電壓都是U，一、二級的試驗變壓器內部都有一個激磁繞組，分別為A1、C1 和A2、C2。當控制電壓加在一級試驗變壓器B1的初級繞組a1、x1上，激磁繞組A1、C1給予試驗變壓器B2初級繞組供電，第二級試驗變壓器B2的激磁繞組A2、C2給試驗變壓器B3的初級繞組供電。由于一級試驗變壓器B1的高壓尾及殼體接地，第二、三級的試驗變壓器B2和B3對地有絕緣支架的隔離，這樣試驗變壓器B1、B2、B3對地輸出電壓分別為1U、2U、3U。
B1、B2、B3- 串激式高壓變壓器；1U、2U、3U-各級對地電壓；
PV- 高壓示值表（KV）； ZJ1、ZJ2-絕緣支架。
四、使用方法及注意事項（SHHZYD電力建設新產品“高壓試驗變壓器"測量穩定可靠）
1、YDQC高壓試驗變壓器做工頻耐壓試驗使用接線方法見圖5。做工頻耐壓試驗前，先根據試驗變壓器的額定容量選擇好限流電阻，(水電阻)的阻值，再根據被試品需加的高壓電壓值調整好放電球隙的球間距，為了提高對被試品施加電壓的測量精度，應在高壓側接入FRC阻容分壓器來測量電壓。
R1、R2- 限流電阻； Qx- 放電球隙； Zx- 被試品；
FRC- 阻容分壓器； V- 分壓器高壓表。
按照圖4、結合圖2所進行的工頻耐壓試驗接好工作線路，試驗變壓器的高壓繞阻的X端（高壓尾）、儀表測量繞組的F端、試驗變壓器的外殼以及電源控制箱（臺）的外殼必須可靠接地。
用三臺試驗變壓器串激做工頻耐壓試驗時、第二、三級試驗變壓器的初級繞組X端，儀表測量繞組的F端，以及高壓繞組的X端（高壓尾）均接本級試驗變壓器的外殼，第二、三級試驗變壓器的主體必須放置在絕緣支架上。除一級以外、第二、三級試驗變壓器的主體不要接地線。其接線方式見圖3所示。
接電源前，電源控制箱（臺）的調壓器必須調到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗變壓器已接通控制電源，開始升壓。
從零位開始按順時針方向勻速旋轉調壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法，即20S逐級升壓法，慢速升壓法，即60S逐級升壓法，極慢速升壓法供選用）電壓從零開始按選定的升壓速度升到您所需額定試驗電壓的75%后，再以每秒2%額定試驗電壓的速度升到您所需試驗電壓，并密切注意測量儀表的指示以及被試品的情況，被試品施加電壓的時間到后。應在數秒內勻速將調壓器返回，高壓降至1/3試驗電壓以下，按一下停止按鈕，高壓、低壓輸出停止，然后切斷電源線，試驗完畢。
工頻耐壓試驗操作過程注意事項
1、試驗人員應做好責任分工,設定好試驗現場的安全距離,仔細檢查好被試品及試驗變壓器的接地情況,并設有專人監護安全及觀察被試品狀態工作。
2、被試品主要部位應清理干凈，保持干燥，以免損壞被試品和帶來試驗數值的誤差。
3、對大型設備的試驗，一般都應先進行試驗變壓器的空升試驗，即不接試品時升壓至試驗電壓，以便校對好儀表的指示精度，調整好放電球隙的球間距。
4、做耐壓試驗時升壓速度不能過快，并防止突然加壓，例如調壓器不在零位的突然合閘，也不能突然斷電，一般應在調壓器降至零位時分閘。
5、在升壓或耐壓試驗過程中，如發現下列不正常情況，1 電壓、電流表指針擺動很大，2 被試品發出不正常響聲，3 發現絕緣有燒焦或冒煙現象，應立即降壓，切斷電源，停止試驗并查明原因。
6、使用本產品做高壓試驗時，除熟悉本說明書外，還必須嚴格執行國家有關標準和操作規程。
2、YDQ交直流兩用高壓試驗變壓器做直流耐壓和泄漏試驗使用接線方法見圖5。由于是交直流兩用高壓試驗變壓器，應把高壓硅堆短路桿從套管中抽出，使試驗變壓器為直流輸出狀態。做直流泄漏試驗前，先根據泄漏試驗中輸出端斷路電流不超過高壓硅堆的大整流為宜，選擇好限流電阻（水電阻）的阻值，再根據被試品對直流高壓波形的要求選擇好高壓濾波電容的電容值。為了提高對被試品施加電壓的測量精度，應在高壓側接入FRC阻容分壓器來測量電壓。
R- 限流電阻； C- 高壓濾波電容； Zx- 被試品； G- 硅堆短路桿；
FRC- 阻容分壓器；V- 分壓器高壓表；uA- 微安表；D- 高壓整流硅堆。
按照圖5、結合圖3所進行的直流泄漏試驗接好工作線路。試驗變壓器的高壓繞組的X端（高壓尾）、儀表測量繞組的F 端、試驗變壓器的外殼以及電源控制箱（臺）的外殼必須可靠接地。
YDQC試驗變做交流試驗接線原理圖
YDQC試驗變做交流泄漏試驗接線原理圖
接電源前、電源控制箱（臺）的調壓器必須調到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗變壓器已接通控制電源，開始升壓。
從零位開始按順時針方向勻速旋轉調壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法即20S逐級升壓法；慢速升壓法，即60S逐級升壓法；級慢速升壓法供選用）電壓從零開始按選定的升壓速度升到您所需額定試驗電壓或額定直流電流下的參考電壓。試驗中應嚴密注意直流高壓表、泄漏電流表指示以及被試品的情況。試驗完畢后，應訊速均勻將高壓降至零位，按一下停止按鈕，高壓、低壓輸出停止，然后切斷電源。此時應用直流高壓放電棒給被試品及試驗裝置本身充分放電。
本次試驗的特別之處在于“起搏器"的升級。以往黑啟動試驗多采用抽水蓄能電站作為黑啟動電源。但抽水蓄能電站選址要求高、站點數量較少。而構網型儲能電站憑借其靈活部署、快速響應、建設周期短等優勢成為黑啟動電源的有力補充。
傳統儲能電站均為跟網型控制，顧名思義需要“跟著電網"才能運轉，無法獨立支撐電網系統，必須依賴電網的電壓和頻率來運行。如果傳統儲能電站作為黑啟動電源，這種控制模式便不再適用。構網型儲能電站通過構網型控制技術模擬出與同步發電機類似的外部特性，不僅能自己啟動，還能在“拉動"光伏、火電等各類電源啟動的過程中提供穩定的電壓和頻率支撐。
“黑啟動能力恢復得越快，對企業生產、居民生活用電影響就越小。"苗偉威說，“以前單靠少數幾座抽水蓄能電站作為黑啟動電源，全網恢復耗時較長。現在構網型儲能電站可與抽水蓄能電站等傳統黑啟動電源形成優勢互補，通過并行啟動的方式大幅縮短系統恢復時間。"
本次試驗為構網型儲能電站深度參與電網運行提供了示范樣板。“依托構網型儲能電站完成黑啟動，豐富了山東電網的黑啟動電源類型。"
國網山東電力通過構網型儲能電站和抽水蓄能電站配合，持續優化多電源黑啟動方案，讓電網適應性更高、恢復能力更強，以隨時響應的啟動能力，從容應對各種惡劣情況。
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