黑启动：不是三体人入侵！而是“黑启动”！看储能30秒内点燃电网“火种”！

储能网获悉，近期，多地传来“储能黑启动”成功的消息，10个项目中5个采用南瑞继保的储能技术。尤其湖北荆门储能电站，生动展示了储能如何发挥黑启动功能。

手机没电了

充电宝能随时提供电源

如果一座城市没电了

是否也有超级“充电宝”？

蜡烛被风吹灭了

用一根火柴可以再次点亮

如果遭遇极端情况

电网停摆了

是否也有一根“火柴”

重新点亮整个电网？

6月17日PM8:00

在湖北荆门高桥变电站

随着技术人员切断电源

变电站及相邻的新港储能电站的灯火

全部熄灭

全区陷入一片黑暗之中

这不是科幻片

也不是三体人入侵

而是一次“黑启动”试验

高桥变电站模拟突发停电

无法向外送电

隔壁的新港储能电站运维人员接到指令

迅速将本站电能送往变电站帮助其启动

30秒内，全区迅速恢复光明

这是国内首次百兆瓦时

构网型储能电站“黑启动”成功试验

首次验证了网侧构网型储能

作为主网架黑启动电源点的可行性

今后

湖北电网应对极端恶劣情况又多了一张牌

什么叫构网型？

传统的储能电站

储能电站多采用“跟网型”控制技术

需要跟踪电网的实时电压和频率才能运行

也就是一定要follow电网的脚步

一旦电网发生波动

没了电网的实时电压和频率数据指引

就“抓瞎”了

新港的储能电站

是构网型储能电站

本身就能建立实时电压和频率

既能撑起一个小型电力系统

也能直连电网

其“独立自理”能力强大得多

也正是储能电站的这一“构网型”特性

让它具备了担当“黑启动”火种的能力

什么是黑启动？

“黑启动”指整个电力系统因故障停运后

不依赖外界帮助

通过系统中有自启动能力的发电机组

带动其他无自启动能力的机组

逐步恢复整个系统的运行

担任“黑启动”的火种

过去：

通常是抽水蓄能电站或燃机电站，但它们的“点火”速度较慢。

现在：

用储能电站来“点火”，不仅恢复供电速度快，供电功率大、时间长，而且转换效率超过85%，优于其他“黑启动”方式。

6月18日

湖北正式入梅

雷电活动随之增多

加之高温等多重因素叠加

电网要确保安全

具备“黑启动”功能及孤网运行能力的储能电站

可以在极端情况下提供更稳定供电

当前，储能系统的主要收入来源是靠“储”提供调峰服务，但其实储能系统在很多领域都依然大有可为，比如，储能黑启动技术更好地保障电网稳定运行。

黑启动是指整个电力系统因故障停运后全部停电(不排除孤立小电网仍维持运行)，处于全“黑”状态。不需要其他网络帮助，系统中具有自启动能力的发电机组启动，带动无自启动能力的发电机组，逐渐扩大系统恢复范围，最终逐步恢复系统正常运行。

电网的每一次大面积停电，都将造成重大的损失。近两年，受极端天气等影响，世界多个国家都发生过电网大面积停电的事故。尽管电网也在通过各种智能化设备提高自愈能力，但由于用电环境非常复杂，要完全避免大面积停电事故并不现实。

由于系统中的重要负荷和储能电站多位于市区，储能黑启动技术也比利用水电机组启动火电机组、或者专门的火电机组启动电网更有优势。

储能电站作为有源型储能装备，一般与用电端的距离较近，当含有储能电站的电网进入全黑状态需要黑启动时，储能电站不存在自励磁问题，可以大为提高启动的成功机率。（自励磁问题：传统大电网在黑启动过程中，由于输电线路太长，线路的分布电容可能会使同步发电机产生自励磁现象，机端电压将自发增大，带来不安全因素）

据了解，新版“两个细则”将黑启动纳入到电力辅助服务种类，以南方电网为例，南网“两个细则”规定黑启动服务费分为能力费和使用费，在广东电网，多个燃机电厂配套建设电化学储能参与黑启动服务，黑启动能力费按照30万元/月/台考虑，使用费按照480万元/台次考虑。

同时，为规范储能黑启动相关技术要求，2023年12月28日，国标《电化学储能黑启动技术导则》正式发布，规范规定了电化学储能黑启动的总体要求和技术条件，以及黑启动准备、自启动、启动发电设备和恢复变电站黑启动供电等技术要求。

近年来，储能的黑启动技术也多有突破，储能网梳理如下：

国内首次百兆瓦时构网型储能电站黑启动试验

据悉，湖北荆门新港储能电站曾经是国内首座百兆瓦时级构网型储能电站，一期工程12.6MW/26.8MWh在2022年12月31日并网，二期工程于2023年12月17日并网，总装机容量50MW/100MWh。

荆门新港储能电站由国网湖北综合能源公司投建，由南瑞继保提供储能系统核心控制设备，包括PCS升压一体机、能量管理系统EMS、协调控制系统PMS以及电站相关二次控制保护等。

储能网获悉，2024年6月17日晚间，湖北荆门新港储能电站成功实施国内首个百兆瓦时构网型储能电站黑启动试验，有效检验了储能电站在极端条件下快速给电网系统注入电力、迅速恢复电网供电的能力。

据悉，新港储能电站是国家能源局新型储能试点示范项目，站内有16个储能单元，其总容量达到50兆瓦/100兆瓦时。

现场试验负责人、国网湖北省电力有限公司电力科学研究院高级工程师游力介绍，过往黑启动载体主要是抽水蓄能电站及燃机电站，但由于这些载体远离负荷中心、恢复时间较长，难以满足快速恢复供电的要求。利用高效电池储能进行替代，成为实施黑启动的全新探索。

去年1月以来，国网湖北省电力有限公司电力科学研究院与有关单位开展技术攻关，攻克了大型储能电站多机并联控制以及构网限流策略问题。“本次试验中，24台储能变流器的电压同步性达到100%，无环流及谐振现象，系统频率、电压实现稳定控制。”

全球首次新型储能黑启动城市电网大容量火电机组试验

2024年6月18日，国网辽宁省电力有限公司组织大连恒流储能电站、华能大连电厂开展新型储能黑启动城市电网大容量火电机组试验，在成功带动华能大连电厂火电机组近9000千瓦的厂用负荷后，机组点火并网。

此次试验首次验证了新型储能经主网架启动大容量火电机组的可行性，可有效提升极端情况下城市电网的安全韧性，完善电网故障防御体系，有助于探索新型储能支撑新型电力系统建设的安全性能，为未来新型储能大规模综合利用打造示范样本。

2022年，在大连恒流储能电站一期并网投运后，国网辽宁电力积极探索新型储能的应用场景，历时两年时间，实现新型储能黑启动理论—仿真—现场试验全流程技术突破。

西藏拉果盐湖提锂“源网荷储”项目在构网型储能黑启动支撑下投运

2024年4月1日16时43分，位于海拔4700米的西藏拉果盐湖提锂“源网荷储”项目，在构网型储能黑启动支撑下正式投入运行。该项目地处偏僻独立于公用电网，是由115MWp光伏和65MW/130MWh构网储能组成“孤网绿电”纯新能源电力系统。它以构网型储能为核心支撑，在三道防线框架下，通过多目标、多时间尺度“源网荷储”快速协调控制和优化调度控制，实现了新能源电力系统的安全稳定运行，有效解决了矿用负荷经济优质、清洁可靠供电的行业难题。

国内首例纯新能源黑启动试验

2023年5月26日14时27分，内蒙古电网额济纳地区“源网荷储”微电网示范工程投产第一阶段纯新能源黑启动试验圆满成功，这也是国内首例纯新能源黑启动试验，它打破了传统电力系统运行对常规旋转机组的依赖，为构网型储能技术发展开辟了全新应用场景，为全国新型能源体系构建提供了重要参考。

该试验以构网型储能装置为启动电源，在微电网完全离网状态下，跨越三个电压等级（110千伏、35千伏、10千伏），横贯额济纳旗东西262公里、11万平方公里的广域大网架，支撑2座新能源场站并网发电。

项目由内蒙古电力集团生产技术部、电力调控公司、电科院及阿拉善供电公司等单位相关工作人员和南京南瑞继保电气有限公司研发及工程技术人员全程动态跟踪，并进行技术支持。

福建首个基于微电网源荷储协调控制的黑启动试验

2022年5月29日16时20分，随着福建宁德西洋岛风光储微电网黑启动并顺利并网，宁德供电公司完成西洋岛基于微电网源荷储协调控制的黑启动试验。本次试验检验了西洋岛微电网的自治自愈能力，验证了风光储互补微电网运行的可行性，在福建省属首次。

国内首例储能系统9E级机组黑启动

2021年7月15日，南方电网深圳供电局联合南山电厂利用储能系统顺利完成9E级机组黑启动试验。这也是国内首例采用储能系统实现9E级机组黑启动的项目。

项目要求电池容量满足单套联合循环机组至少二次黑启动的能力，同时分别满足三套9E联合循环机组储能辅助调频功能，储能系统总功率及容量不低于9MW/9MWh。项目应用了科华数能量身定制储能系统解决方案，包含9MW的储能升压一体系统及关键的黑启动协控设备等，同时应用了长园深瑞储能能量管理及监控系统集成解决方案。

在协调控制器的总控协调下，18台PCS VSG并机运行，带动60MW的燃气机黑启动。同时，9MW储能系统与60MW燃气机组无缝并网及无缝退出，配合燃气机组调频，提升燃机的效率及输出电能指标；微网状态下，面对7倍冲击的黑启动电机负荷依然可稳定运行。这一项目攻克9E级燃机与储能系统协同控制、黑启动与储能辅助调频平滑转换控制等技术难题。

内蒙古风储微电网项目“黑启动”

2021年3月19日，内蒙古乌兰察布平价基地幸福一风电场，风储微电网项目顺利“黑启动”发电。

项目位于内蒙古乌兰察布风电基地的幸福一风电场，采用场内1台上海电气W4500-155风机作为发电机组，同时采用1套上海电气1MW/1.15MWh锂电池储能系统构建了微网系统。

在启动发电过程中，储能作为支撑电源，用于解决风机试运行期间用电负荷，为风机黑启动发电提供良好环境，风电机组采用一键启机，顺利并网发电，整个过程实现了并网零冲击，并利用“源网荷储”动态平衡技术保证了整个系统的稳定运行，顺利实现微电网系统黑启动。

国内首例电化学储能电站作为火电厂保安电源黑启动

2021年3月9日，新昌电厂联合储能系统集成商上海融和元储能源有限公司，成功完成了储能电站作为保安电源带载黑启动保安电源母线段的所有实验。

在电厂重要负荷失电时，储能系统先于柴发系统黑启动电厂保安电源母线段，随后柴发系统进入热备状态；当电厂供电恢复正常后，储能系统和柴发系统自动退出，并交由电厂常规供电系统为重要负荷供电。

在发电厂中，保安电源是在发生全厂停电事故时,为保证机组安全停机及重要设备系统安全运行的应急供电电源。作为保护重要设备的最后防线,柴油发电机组的可靠起动及保安电源系统的可靠切换尤为重要。经过实验验证，储能系统可以作为电厂黑启动保安电源，其反应速度远远快于柴油发电机组建立稳定电源的速度。参与火电机组调频的储能电站功率一般远大于柴发功率，储能系统黑启动保安电源成功的概率更高，储能系统大大提高了火电厂保安电源供电可靠性。且储能电站与保安电源硬件设备可以共用，可以大大节省保安电源的投资成本和维护成本，还可以避免柴发运行时对环境的污染。

世界首例储能系统实现F级燃机黑启动

2021年1月消息，南方电网公司在广东珠海横琴热电厂完成世界首例储能辅助9F级重型燃气轮机黑启动(大面积停电后的电力系统自恢复)试验，为保障对澳门供电再筑一道防线。这也是国内首例储能联合机组调频和黑启动多模式应用实践范例。

横琴热电厂是粤港澳大湾区的重要电源，该项目为2台39万千瓦9F级燃气—蒸汽联合循环机组配置了22兆瓦/20兆瓦时锂电池储能系统，经过相关功能改造及试验，已具备孤网运行能力和黑启动功能，大幅提升对澳供电可靠性。此外，在系统正常运行期间储能系统还能辅助机组参与电网调频，充分利用储能多种模式灵活切换和控制的优势，更好地发挥储能的综合效益和系统功能。

华能首次提出屋顶光储型风电场“黑启动”技术路线

2019年12月，华能西安热工院青年创新团队首次提出屋顶光储型风电场“黑启动”技术路线，填补了新能源“黑启动”领域的技术空白，为新能源参与电网“黑启动”提供技术借鉴。

西安热工院此次提出的屋顶光储型风电场“黑启动”技术路线，是在电网处于全“黑”状态，且风电场风速理想的条件下，利用风场屋顶光伏和储能系统作为“黑启动”电源，逐步启动风场风机，建立孤网后将电源送至对侧站，带动无自启动能力的电源，使其重新恢复发电能力。将风光等新能源作为“黑启动”电源的补充，将有效缓解电网突发大规模停电的安全压力，提高区域电网的恢复能力，也将拓宽新能源发电的应用前景，为建立电网友好型新能源发电机组开辟了新路径。下一步，西安热工院还将在华能贵州分公司开展屋顶光储型风电场“黑启动”技术试验应用。