中國儲能網(wǎng)訊：6月17～18日，國網(wǎng)遼寧電力組織大連恒流儲能電站、華能大連電廠成功開展了全球首次新型儲能黑啟動城市電網(wǎng)大容量火電機組試驗。
黑啟動這個看起來“神秘”又“硬核”的概念，也因此進入大家的視野。黑啟動到底是什么？這場“全球首次”黑啟動試驗有哪些地方值得大家關(guān)注？帶您深度解鎖黑啟動
“點亮城市的最后一根火柴”
想象一下，假如你所在的城市電網(wǎng)突然出現(xiàn)故障、電力系統(tǒng)全面癱瘓，如何才能快速恢復(fù)？
答案是黑啟動。
簡單來說，黑啟動是指某一電力系統(tǒng)因故障停運后，不依賴于外部系統(tǒng)的幫助，只利用本系統(tǒng)中具有自啟動能力的機組帶動其他沒有自啟動能力的機組運行，并逐步擴大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終恢復(fù)整個系統(tǒng)的運行。
所謂星星之火，可以燎原。借助黑啟動，一個小小的自啟動機組，就可以以點帶面，點亮整座城市的燈光。
新型儲能黑啟動城市電網(wǎng)大容量火電機組試驗指揮現(xiàn)場的大屏幕。
這個“全球首次”黑啟動哪些亮點值得一探？
第一探：新型儲能
要想成功點燃“這根火柴”，“火種”——電源的選擇十分關(guān)鍵。
本次試驗全稱“新型儲能黑啟動城市電網(wǎng)大容量火電機組試驗”，顧名思義，是首次創(chuàng)新采用“新型儲能”，即全球最大、首座100MW/400MWh全釩液流電池儲能電站——大連恒流儲能電站作為“火種”來啟動大容量火電機組的。
相較傳統(tǒng)的黑啟動，以“新型儲能”作為黑啟動“火種”的優(yōu)勢在哪里？
傳統(tǒng)的黑啟動多以水電機組為“火種”。水輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單，沒有復(fù)雜的輔機系統(tǒng)，廠用負荷小，啟動速度快。然而，受水電資源的限制，水電機組黑啟動不具備靈活配置的條件，無法滿足所有區(qū)域黑啟動的要求。
新型儲能具有選址靈活、不受資源限制、模式切換快速等優(yōu)勢，不僅能夠參與系統(tǒng)調(diào)度運行，提高電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻能力，還能在電網(wǎng)故障情況下作為黑啟動的新“火種”，快速啟動電網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電機組，恢復(fù)電網(wǎng)供電。
以本次黑啟動試驗為例：儲能電站自啟動→儲能電站經(jīng)220千伏海灣變電站帶動線路零啟升壓（電壓從零逐漸升到額定電壓）恢復(fù)系統(tǒng)電壓→火電機組附屬6臺變壓器合閘沖擊→火電機組40臺輔機啟動帶負荷→火電機組點火、暖機、沖轉(zhuǎn)→火電機組成功并網(wǎng)……
經(jīng)過以上步驟，新型儲能即可黑啟動帶動火電機組運行，完成區(qū)域的恢復(fù)。
本次試驗證明，新型儲能不僅能夠參與電網(wǎng)調(diào)峰，還可替代大容量水電機組作為區(qū)域黑啟動電源，在電力系統(tǒng)故障停運后，幫助其快速恢復(fù)。
新型儲能黑啟動可以有效提升極端情況下城市電網(wǎng)的安全韌性，完善電網(wǎng)的故障防御體系。本次試驗的成功有助于探索新型儲能支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的安全性能，為未來新型儲能大規(guī)模綜合利用打造示范樣本。
“新型儲能，將會是未來新型電力系統(tǒng)的重要支撐?！北敬卧囼灥默F(xiàn)場指揮組成員、國網(wǎng)遼寧電力調(diào)度控制中心系統(tǒng)運行處處長韓子嬌感慨道。
第二探：大容量城市火電機組
本次試驗中，新型儲能成功帶動華能大連電廠火電機組近9000千瓦廠用負荷，讓這座城市中的大容量火電機組成功運行并網(wǎng)。用新型儲能啟動如此大容量的火電機組是創(chuàng)新點，也是難點之一。
華能大連電廠總裝機容量140萬千瓦，共有4臺35萬千瓦機組，是全國特大型發(fā)電企業(yè)?！坝眯滦蛢δ軒踊痣姍C組，從技術(shù)上來說，是個非常嚴苛的考驗，但一旦成功，便可以為城市及時供給穩(wěn)定電源，意義很大?！表n子嬌說。
小型火電機組輔機容量小，可以使用小容量儲能在發(fā)電廠內(nèi)實現(xiàn)黑啟動。而相較于新型儲能啟動小機組，黑啟動大容量的火電機組需要更大容量的電源，且集成復(fù)雜、黑啟動路徑更長、電壓等級更高。黑啟動大容量火電機組對于新型儲能的控制、通信及保護等均提出了更高的要求。
第三探：創(chuàng)新突破不一般
當然，創(chuàng)新探索的道路總是艱辛坎坷。
2016年，隨著國家能源局的批準，國網(wǎng)遼寧電力開始研究儲能電站黑啟動相關(guān)技術(shù)應(yīng)用。2023年5月，國網(wǎng)遼寧電力開展了第一次黑啟動試驗。但由于純電力電子設(shè)備組網(wǎng)黑啟動網(wǎng)內(nèi)大容量火電機組的試驗在全國乃至全球范圍內(nèi)尚屬首次，試驗團隊無任何經(jīng)驗可以借鑒，且傳統(tǒng)的理論及仿真分析方法均未能預(yù)知試驗風(fēng)險，首次試驗因發(fā)生振蕩現(xiàn)象而中止，這給試驗團隊帶來了很大的沖擊。
此后，試驗團隊對第一次試驗中的現(xiàn)象和寶貴數(shù)據(jù)進行了充分的總結(jié)分析，創(chuàng)新形成“新型儲能黑啟動理論-仿真-試驗三維互證體系”，從理論分析、仿真復(fù)現(xiàn)、現(xiàn)場試驗?zāi)M三個維度解析了試驗失敗的原因，并基于該三維互證體系針對試驗的全流程工況進行了詳細地多維度分析，為后續(xù)試驗成功奠定了堅實基礎(chǔ)。
10家單位107名團隊成員，20多份報告，累計超百萬字，9個月395天4000多小時……終于，這根點亮城市的火柴被我們牢牢握在了手中。
