儲能網(wǎng)獲悉，近期，多地傳來“儲能黑啟動”成功的消息，10個項目中5個采用南瑞繼保的儲能技術(shù)。尤其湖北荊門儲能電站，生動展示了儲能如何發(fā)揮黑啟動功能。

手機沒電了

充電寶能隨時提供電源

如果一座城市沒電了

是否也有超級“充電寶”？

蠟燭被風(fēng)吹滅了

用一根火柴可以再次點亮

如果遭遇極端情況

電網(wǎng)停擺了

是否也有一根“火柴”

重新點亮整個電網(wǎng)？

6月17日PM8:00

在湖北荊門高橋變電站

隨著技術(shù)人員切斷電源

變電站及相鄰的新港儲能電站的燈火

全部熄滅

全區(qū)陷入一片黑暗之中

這不是科幻片

也不是三體人入侵

而是一次“黑啟動”試驗

高橋變電站模擬突發(fā)停電

無法向外送電

隔壁的新港儲能電站運維人員接到指令

迅速將本站電能送往變電站幫助其啟動

30秒內(nèi)，全區(qū)迅速恢復(fù)光明

這是國內(nèi)首次百兆瓦時

構(gòu)網(wǎng)型儲能電站“黑啟動”成功試驗

首次驗證了網(wǎng)側(cè)構(gòu)網(wǎng)型儲能

作為主網(wǎng)架黑啟動電源點的可行性

今后

湖北電網(wǎng)應(yīng)對極端惡劣情況又多了一張牌

什么叫構(gòu)網(wǎng)型？

傳統(tǒng)的儲能電站

儲能電站多采用“跟網(wǎng)型”控制技術(shù)

需要跟蹤電網(wǎng)的實時電壓和頻率才能運行

也就是一定要follow電網(wǎng)的腳步

一旦電網(wǎng)發(fā)生波動

沒了電網(wǎng)的實時電壓和頻率數(shù)據(jù)指引

就“抓瞎”了

新港的儲能電站

是構(gòu)網(wǎng)型儲能電站

本身就能建立實時電壓和頻率

既能撐起一個小型電力系統(tǒng)

也能直連電網(wǎng)

其“獨立自理”能力強大得多

也正是儲能電站的這一“構(gòu)網(wǎng)型”特性

讓它具備了擔(dān)當(dāng)“黑啟動”火種的能力

什么是黑啟動？

“黑啟動”指整個電力系統(tǒng)因故障停運后

不依賴外界幫助

通過系統(tǒng)中有自啟動能力的發(fā)電機組

帶動其他無自啟動能力的機組

逐步恢復(fù)整個系統(tǒng)的運行

擔(dān)任“黑啟動”的火種

過去：

通常是抽水蓄能電站或燃機電站，但它們的“點火”速度較慢。

現(xiàn)在：

用儲能電站來“點火”，不僅恢復(fù)供電速度快，供電功率大、時間長，而且轉(zhuǎn)換效率超過85%，優(yōu)于其他“黑啟動”方式。

6月18日

湖北正式入梅

雷電活動隨之增多

加之高溫等多重因素疊加

電網(wǎng)要確保安全

具備“黑啟動”功能及孤網(wǎng)運行能力的儲能電站

可以在極端情況下提供更穩(wěn)定供電

當(dāng)前，儲能系統(tǒng)的主要收入來源是靠“儲”提供調(diào)峰服務(wù)，但其實儲能系統(tǒng)在很多領(lǐng)域都依然大有可為，比如，儲能黑啟動技術(shù)更好地保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行。

黑啟動是指整個電力系統(tǒng)因故障停運后全部停電(不排除孤立小電網(wǎng)仍維持運行)，處于全“黑”狀態(tài)。不需要其他網(wǎng)絡(luò)幫助，系統(tǒng)中具有自啟動能力的發(fā)電機組啟動，帶動無自啟動能力的發(fā)電機組，逐漸擴大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終逐步恢復(fù)系統(tǒng)正常運行。

電網(wǎng)的每一次大面積停電，都將造成重大的損失。近兩年，受極端天氣等影響，世界多個國家都發(fā)生過電網(wǎng)大面積停電的事故。盡管電網(wǎng)也在通過各種智能化設(shè)備提高自愈能力，但由于用電環(huán)境非常復(fù)雜，要完全避免大面積停電事故并不現(xiàn)實。

由于系統(tǒng)中的重要負荷和儲能電站多位于市區(qū)，儲能黑啟動技術(shù)也比利用水電機組啟動火電機組、或者專門的火電機組啟動電網(wǎng)更有優(yōu)勢。

儲能電站作為有源型儲能裝備，一般與用電端的距離較近，當(dāng)含有儲能電站的電網(wǎng)進入全黑狀態(tài)需要黑啟動時，儲能電站不存在自勵磁問題，可以大為提高啟動的成功機率。（自勵磁問題：傳統(tǒng)大電網(wǎng)在黑啟動過程中，由于輸電線路太長，線路的分布電容可能會使同步發(fā)電機產(chǎn)生自勵磁現(xiàn)象，機端電壓將自發(fā)增大，帶來不安全因素）

據(jù)了解，新版“兩個細則”將黑啟動納入到電力輔助服務(wù)種類，以南方電網(wǎng)為例，南網(wǎng)“兩個細則”規(guī)定黑啟動服務(wù)費分為能力費和使用費，在廣東電網(wǎng)，多個燃機電廠配套建設(shè)電化學(xué)儲能參與黑啟動服務(wù)，黑啟動能力費按照30萬元/月/臺考慮，使用費按照480萬元/臺次考慮。

同時，為規(guī)范儲能黑啟動相關(guān)技術(shù)要求，2023年12月28日，國標(biāo)《電化學(xué)儲能黑啟動技術(shù)導(dǎo)則》正式發(fā)布，規(guī)范規(guī)定了電化學(xué)儲能黑啟動的總體要求和技術(shù)條件，以及黑啟動準(zhǔn)備、自啟動、啟動發(fā)電設(shè)備和恢復(fù)變電站黑啟動供電等技術(shù)要求。

近年來，儲能的黑啟動技術(shù)也多有突破，儲能網(wǎng)梳理如下：

國內(nèi)首次百兆瓦時構(gòu)網(wǎng)型儲能電站黑啟動試驗

據(jù)悉，湖北荊門新港儲能電站曾經(jīng)是國內(nèi)首座百兆瓦時級構(gòu)網(wǎng)型儲能電站，一期工程12.6MW/26.8MWh在2022年12月31日并網(wǎng)，二期工程于2023年12月17日并網(wǎng)，總裝機容量50MW/100MWh。

荊門新港儲能電站由國網(wǎng)湖北綜合能源公司投建，由南瑞繼保提供儲能系統(tǒng)核心控制設(shè)備，包括PCS升壓一體機、能量管理系統(tǒng)EMS、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)PMS以及電站相關(guān)二次控制保護等。

儲能網(wǎng)獲悉，2024年6月17日晚間，湖北荊門新港儲能電站成功實施國內(nèi)首個百兆瓦時構(gòu)網(wǎng)型儲能電站黑啟動試驗，有效檢驗了儲能電站在極端條件下快速給電網(wǎng)系統(tǒng)注入電力、迅速恢復(fù)電網(wǎng)供電的能力。

據(jù)悉，新港儲能電站是國家能源局新型儲能試點示范項目，站內(nèi)有16個儲能單元，其總?cè)萘窟_到50兆瓦/100兆瓦時。

現(xiàn)場試驗負責(zé)人、國網(wǎng)湖北省電力有限公司電力科學(xué)研究院高級工程師游力介紹，過往黑啟動載體主要是抽水蓄能電站及燃機電站，但由于這些載體遠離負荷中心、恢復(fù)時間較長，難以滿足快速恢復(fù)供電的要求。利用高效電池儲能進行替代，成為實施黑啟動的全新探索。

去年1月以來，國網(wǎng)湖北省電力有限公司電力科學(xué)研究院與有關(guān)單位開展技術(shù)攻關(guān)，攻克了大型儲能電站多機并聯(lián)控制以及構(gòu)網(wǎng)限流策略問題?！氨敬卧囼炛校?4臺儲能變流器的電壓同步性達到100%，無環(huán)流及諧振現(xiàn)象，系統(tǒng)頻率、電壓實現(xiàn)穩(wěn)定控制?！?/p>

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

2024年6月18日，國網(wǎng)遼寧省電力有限公司組織大連恒流儲能電站、華能大連電廠開展新型儲能黑啟動城市電網(wǎng)大容量火電機組試驗，在成功帶動華能大連電廠火電機組近9000千瓦的廠用負荷后，機組點火并網(wǎng)。

此次試驗首次驗證了新型儲能經(jīng)主網(wǎng)架啟動大容量火電機組的可行性，可有效提升極端情況下城市電網(wǎng)的安全韌性，完善電網(wǎng)故障防御體系，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。

2022年，在大連恒流儲能電站一期并網(wǎng)投運后，國網(wǎng)遼寧電力積極探索新型儲能的應(yīng)用場景，歷時兩年時間，實現(xiàn)新型儲能黑啟動理論—仿真—現(xiàn)場試驗全流程技術(shù)突破。

西藏拉果鹽湖提鋰“源網(wǎng)荷儲”項目在構(gòu)網(wǎng)型儲能黑啟動支撐下投運

2024年4月1日16時43分，位于海拔4700米的西藏拉果鹽湖提鋰“源網(wǎng)荷儲”項目，在構(gòu)網(wǎng)型儲能黑啟動支撐下正式投入運行。該項目地處偏僻獨立于公用電網(wǎng)，是由115MWp光伏和65MW/130MWh構(gòu)網(wǎng)儲能組成“孤網(wǎng)綠電”純新能源電力系統(tǒng)。它以構(gòu)網(wǎng)型儲能為核心支撐，在三道防線框架下，通過多目標(biāo)、多時間尺度“源網(wǎng)荷儲”快速協(xié)調(diào)控制和優(yōu)化調(diào)度控制，實現(xiàn)了新能源電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，有效解決了礦用負荷經(jīng)濟優(yōu)質(zhì)、清潔可靠供電的行業(yè)難題。

國內(nèi)首例純新能源黑啟動試驗

2023年5月26日14時27分，內(nèi)蒙古電網(wǎng)額濟納地區(qū)“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)示范工程投產(chǎn)第一階段純新能源黑啟動試驗圓滿成功，這也是國內(nèi)首例純新能源黑啟動試驗，它打破了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運行對常規(guī)旋轉(zhuǎn)機組的依賴，為構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)發(fā)展開辟了全新應(yīng)用場景，為全國新型能源體系構(gòu)建提供了重要參考。

該試驗以構(gòu)網(wǎng)型儲能裝置為啟動電源，在微電網(wǎng)完全離網(wǎng)狀態(tài)下，跨越三個電壓等級（110千伏、35千伏、10千伏），橫貫額濟納旗東西262公里、11萬平方公里的廣域大網(wǎng)架，支撐2座新能源場站并網(wǎng)發(fā)電。

項目由內(nèi)蒙古電力集團生產(chǎn)技術(shù)部、電力調(diào)控公司、電科院及阿拉善供電公司等單位相關(guān)工作人員和南京南瑞繼保電氣有限公司研發(fā)及工程技術(shù)人員全程動態(tài)跟蹤，并進行技術(shù)支持。

福建首個基于微電網(wǎng)源荷儲協(xié)調(diào)控制的黑啟動試驗

2022年5月29日16時20分，隨著福建寧德西洋島風(fēng)光儲微電網(wǎng)黑啟動并順利并網(wǎng)，寧德供電公司完成西洋島基于微電網(wǎng)源荷儲協(xié)調(diào)控制的黑啟動試驗。本次試驗檢驗了西洋島微電網(wǎng)的自治自愈能力，驗證了風(fēng)光儲互補微電網(wǎng)運行的可行性，在福建省屬首次。

國內(nèi)首例儲能系統(tǒng)9E級機組黑啟動

2021年7月15日，南方電網(wǎng)深圳供電局聯(lián)合南山電廠利用儲能系統(tǒng)順利完成9E級機組黑啟動試驗。這也是國內(nèi)首例采用儲能系統(tǒng)實現(xiàn)9E級機組黑啟動的項目。

項目要求電池容量滿足單套聯(lián)合循環(huán)機組至少二次黑啟動的能力，同時分別滿足三套9E聯(lián)合循環(huán)機組儲能輔助調(diào)頻功能，儲能系統(tǒng)總功率及容量不低于9MW/9MWh。項目應(yīng)用了科華數(shù)能量身定制儲能系統(tǒng)解決方案，包含9MW的儲能升壓一體系統(tǒng)及關(guān)鍵的黑啟動協(xié)控設(shè)備等，同時應(yīng)用了長園深瑞儲能能量管理及監(jiān)控系統(tǒng)集成解決方案。

在協(xié)調(diào)控制器的總控協(xié)調(diào)下，18臺PCS VSG并機運行，帶動60MW的燃氣機黑啟動。同時，9MW儲能系統(tǒng)與60MW燃氣機組無縫并網(wǎng)及無縫退出，配合燃氣機組調(diào)頻，提升燃機的效率及輸出電能指標(biāo)；微網(wǎng)狀態(tài)下，面對7倍沖擊的黑啟動電機負荷依然可穩(wěn)定運行。這一項目攻克9E級燃機與儲能系統(tǒng)協(xié)同控制、黑啟動與儲能輔助調(diào)頻平滑轉(zhuǎn)換控制等技術(shù)難題。

內(nèi)蒙古風(fēng)儲微電網(wǎng)項目“黑啟動”

2021年3月19日，內(nèi)蒙古烏蘭察布平價基地幸福一風(fēng)電場，風(fēng)儲微電網(wǎng)項目順利“黑啟動”發(fā)電。

項目位于內(nèi)蒙古烏蘭察布風(fēng)電基地的幸福一風(fēng)電場，采用場內(nèi)1臺上海電氣W4500-155風(fēng)機作為發(fā)電機組，同時采用1套上海電氣1MW/1.15MWh鋰電池儲能系統(tǒng)構(gòu)建了微網(wǎng)系統(tǒng)。

在啟動發(fā)電過程中，儲能作為支撐電源，用于解決風(fēng)機試運行期間用電負荷，為風(fēng)機黑啟動發(fā)電提供良好環(huán)境，風(fēng)電機組采用一鍵啟機，順利并網(wǎng)發(fā)電，整個過程實現(xiàn)了并網(wǎng)零沖擊，并利用“源網(wǎng)荷儲”動態(tài)平衡技術(shù)保證了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，順利實現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)黑啟動。

國內(nèi)首例電化學(xué)儲能電站作為火電廠保安電源黑啟動

2021年3月9日，新昌電廠聯(lián)合儲能系統(tǒng)集成商上海融和元儲能源有限公司，成功完成了儲能電站作為保安電源帶載黑啟動保安電源母線段的所有實驗。

在電廠重要負荷失電時，儲能系統(tǒng)先于柴發(fā)系統(tǒng)黑啟動電廠保安電源母線段，隨后柴發(fā)系統(tǒng)進入熱備狀態(tài)；當(dāng)電廠供電恢復(fù)正常后，儲能系統(tǒng)和柴發(fā)系統(tǒng)自動退出，并交由電廠常規(guī)供電系統(tǒng)為重要負荷供電。

在發(fā)電廠中，保安電源是在發(fā)生全廠停電事故時,為保證機組安全停機及重要設(shè)備系統(tǒng)安全運行的應(yīng)急供電電源。作為保護重要設(shè)備的最后防線,柴油發(fā)電機組的可靠起動及保安電源系統(tǒng)的可靠切換尤為重要。經(jīng)過實驗驗證，儲能系統(tǒng)可以作為電廠黑啟動保安電源，其反應(yīng)速度遠遠快于柴油發(fā)電機組建立穩(wěn)定電源的速度。參與火電機組調(diào)頻的儲能電站功率一般遠大于柴發(fā)功率，儲能系統(tǒng)黑啟動保安電源成功的概率更高，儲能系統(tǒng)大大提高了火電廠保安電源供電可靠性。且儲能電站與保安電源硬件設(shè)備可以共用，可以大大節(jié)省保安電源的投資成本和維護成本，還可以避免柴發(fā)運行時對環(huán)境的污染。

世界首例儲能系統(tǒng)實現(xiàn)F級燃機黑啟動

2021年1月消息，南方電網(wǎng)公司在廣東珠海橫琴熱電廠完成世界首例儲能輔助9F級重型燃氣輪機黑啟動(大面積停電后的電力系統(tǒng)自恢復(fù))試驗，為保障對澳門供電再筑一道防線。這也是國內(nèi)首例儲能聯(lián)合機組調(diào)頻和黑啟動多模式應(yīng)用實踐范例。

橫琴熱電廠是粵港澳大灣區(qū)的重要電源，該項目為2臺39萬千瓦9F級燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組配置了22兆瓦/20兆瓦時鋰電池儲能系統(tǒng)，經(jīng)過相關(guān)功能改造及試驗，已具備孤網(wǎng)運行能力和黑啟動功能，大幅提升對澳供電可靠性。此外，在系統(tǒng)正常運行期間儲能系統(tǒng)還能輔助機組參與電網(wǎng)調(diào)頻，充分利用儲能多種模式靈活切換和控制的優(yōu)勢，更好地發(fā)揮儲能的綜合效益和系統(tǒng)功能。

華能首次提出屋頂光儲型風(fēng)電場“黑啟動”技術(shù)路線

2019年12月，華能西安熱工院青年創(chuàng)新團隊首次提出屋頂光儲型風(fēng)電場“黑啟動”技術(shù)路線，填補了新能源“黑啟動”領(lǐng)域的技術(shù)空白，為新能源參與電網(wǎng)“黑啟動”提供技術(shù)借鑒。

西安熱工院此次提出的屋頂光儲型風(fēng)電場“黑啟動”技術(shù)路線，是在電網(wǎng)處于全“黑”狀態(tài)，且風(fēng)電場風(fēng)速理想的條件下，利用風(fēng)場屋頂光伏和儲能系統(tǒng)作為“黑啟動”電源，逐步啟動風(fēng)場風(fēng)機，建立孤網(wǎng)后將電源送至對側(cè)站，帶動無自啟動能力的電源，使其重新恢復(fù)發(fā)電能力。將風(fēng)光等新能源作為“黑啟動”電源的補充，將有效緩解電網(wǎng)突發(fā)大規(guī)模停電的安全壓力，提高區(qū)域電網(wǎng)的恢復(fù)能力，也將拓寬新能源發(fā)電的應(yīng)用前景，為建立電網(wǎng)友好型新能源發(fā)電機組開辟了新路徑。下一步，西安熱工院還將在華能貴州分公司開展屋頂光儲型風(fēng)電場“黑啟動”技術(shù)試驗應(yīng)用。