一种水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法与流程

1.本发明涉及水电站控制技术领域，具体为一种水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法。


背景技术：

2.水电机组黑启动方式分为a、b两类。a类黑启动方式：仅利用直流蓄电池存储的电能量、液压系统储存的液压能量，恢复厂用电工作电源的方式。b类黑启动方式：利用黑启动电源及直流蓄电池存储的电能量及液压系统储存的液压能量，恢复厂用电工作电源的方式。
3.目前，国内水轮发电机组多采用柴油发电机或者蓄电池存储的电能量进行黑启动，柴油发电机作为水轮发电机组黑启动电源的方式操作繁琐、响应不够迅速，难以与目前电力系统对电站更高的自动化和可靠生产要求相适应。蓄电池作为水轮发电机组黑启动电源的方式操作简单，响应速度快，但也存在蓄电池组在运行中会因个别蓄电池干涸发热、漏液、欠充、过放、内阻增大等原因而迅速失效，造成黑启动机组不能正常启动。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明解决的技术问题是：柴油发电机作为黑启动电源操作繁琐、响应不够迅速问题，以及蓄电池作为黑启动电源由于蓄电池失效或电压降低造成的黑启动机组不能正常启动的问题。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法，包括：
8.使用动力电池和柴油发电机作为机组黑启动电源并确定投退顺序及互锁逻辑；
9.电站计算机监控系统增加三个黑启动机组状态，判断黑启动条是否满足；
10.按下黑启动按钮，进入一键黑启动流程，启动1台机组带主变零升，带厂内10kv母线，恢复正常用电。
11.作为本发明所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的一种优选方案，其中：所述投退顺序及互锁逻辑为：
12.控制机组自用电i段母线的开关有4103、402、d400，控制厂内母线的开关有gcd、gcd-1、g1103；
13.当黑启动机组自用电i段母线无电压、402分闸、d400分闸时，4103能够合闸；当黑启动机组自用电i段母线无电压、4103分闸、d400分闸或者黑启动机组自用电ii段母线无压、4104分闸时，402能够合闸；当黑启动机组自用电i段母线无压、4103分闸、402分闸时，
d400能够合闸；当gcd-1分闸时，gcd能够合闸；当g1103分闸、4103分闸时，gcd-1能够合闸；当gcd-1分闸、4103分闸时，g1103能够合闸。
14.作为本发明所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的一种优选方案，其中：所述黑启动机组状态为：
15.黑启动模式机组空载态：黑启动机组通过外部电源启动机组带主变自动升压至额定电压运行的状态；
16.黑启动模式母线复电态：黑启动机组带主变自动升压至额定电压运行后，合上本机组高厂变低压侧开关为厂内母线供电的状态；
17.黑启动模式机组孤网态：黑启动机组带上厂内母线后，合上厂内母线至黑启动机组自用电开关，为黑启动机组自用电母线供电的状态。
18.作为本发明所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的一种优选方案，其中：所述黑启动条件为：
19.当机组黑启动使能投入，发电机和变压器保护措施正常，开机基本条件正常，剪断销未剪断，机械制动风闸落下，检修气封撤出，水机后备保护正常，发电机出口开关状态满足开机，电制动开关状态满足开机，刀闸状态满足开机，主轴密封水系统流量、压力正常，地刀状态满足开机，励磁系统正常，上推导油槽油位正常，调速器系统正常，进水口闸门正常，主变系统运行正常，水导外循环系统正常，机组冷却水流量正常，高压油系统直流电源及控制回路正常时，黑启动模式开机条件满足。
20.作为本发明所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的一种优选方案，其中：所述一键黑启动流程为：黑启动电源带机组自用电，启动机组系统，厂内母线复电；
21.所述黑启动电源带机组自用电为：
22.投入监控黑启动使能压板；
23.当机组黑启动条件满足时，退出机组自用电母线备自投，断开机组自用电母线联络开关402，断开机组自用电i段母线进线开关4103，断开机组自用电ii段母线进线开关4104，断开主进线电源开关g2c02，断开开关gcd、gcd-1和g1103，启动柴油发电机并投动力电池；
24.当柴油发电机电压和转速正常时，合上开关gcd和gcd-1，流程结束；
25.当动力电池系统双电源切换装置在双断位时，合上动力电池输出开关d400，检测机组自用电i段母线电压；
26.当机组自用电i段母线电压大于等于320v时，断开机组电制动开关gebs和s105，启动机组系统；当机组自用电i段母线电压小于320v时，断开动力电池输出开关d400，合上开关4103，再次检测机组自用电i段母线电压。
27.作为本发明所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的一种优选方案，其中：所述启动机组系统为：
28.投机组技术供水和启动水导外循环系统，当机组技术供水流量正常时，检测机组水导外循环系统和机组水导油槽位，退出机坑加热器，启动油雾吸收装置和碳粉吸收装置，退出蠕动检测装置，启动调速器液压系统；
29.当调速器液压系统压油罐油位大于1800mm并且油压大于6.1mpa时，检测机组主轴
密封水流量，拔出自动锁锭，投高压油并撤出机械制动风闸；
30.当高压油泵正常运行，机械制动风闸全部落下时，调速器开机；
31.当电制动开关gebs分闸，机组转速大于95％时，合发电机出口隔离刀闸2021，合发电机出口开关202，投励磁；
32.当发电机定子电压大于90％额定电压，调速器a套和b套没有有严重故障时，检测主变低压侧电压；
33.当主变低压侧电压大于18kv时，断开母线的联络开关及所有负荷开关。
34.作为本发明所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的一种优选方案，其中：所述厂内母线复电为：
35.当所有联络开关和负荷开关分闸时，合上主进线电源开关g2c02，检测厂内母线电压；
36.当厂内母线电压大于6.5kv时，合上主进线至机组自用电ii段变压器104b高压侧开关g2104，合上机组自用电ii段母线进线电源开关4104，检测机组自用电ii段母线电压；
37.当机组自用电ii段母线电压大于320v时，黑启动完成，流程结束。
38.作为本发明所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的一种优选方案，其中：黑启动电源模块，用于设计黑启动电源的投退顺序及互锁逻辑；
39.黑启动条件判断模块，当前设备及线路状态能进行黑启动时进入黑启动流程模块，当前设备及线路状态不能进行黑启动时报警提醒；
40.黑启动流程模块，启动柴油发电机和合上黑启动动力电池输出电源开关，向黑启动机组自用电母线供电，从而恢复厂内母线供电。
41.作为本发明所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的一种优选方案，其中：一种计算设备，包括：存储器和处理器；
42.所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现任意一项所述水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的步骤。
43.作为本发明所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的一种优选方案，其中：一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现任意一项所述水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的步骤。
44.本发明的有益效果：本发明极大地提高电站供电可靠性和事故快速响应能力，保障电站设备设施安全运行；还可以提高电网面临严重事故后的应急处置能力及故障恢复效率，最大限度减少大停电造成的影响，且可以提高电站辅助服务能力，提升电价竞争水平。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
46.图1为本发明一个实施例提供的一种水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的整体流程图；
47.图2为本发明一个实施例提供的一种水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的系统结构图；
48.图3为本发明一个实施例提供的一种水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的机组状态定义图；
49.图4为本发明一个实施例提供的一种水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的启动条件图；
50.图5和图6为本发明一个实施例提供的一种水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的一键黑启动流程图；
51.图7为本发明第二个实施例提供的一种水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的某电站的系统结构图；
52.图8和图9为本发明第二个实施例提供的一种水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的某电站的一键黑启动流程图。
具体实施方式
53.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
54.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
55.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
56.本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
57.同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
58.本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
59.实施例1
60.参照图1-6，为本发明的一个实施例，提供了一种水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法，包括：
61.s1：使用动力电池和柴油发电机作为机组黑启动电源并确定投退顺序及互锁逻辑。
62.如图1所示，为黑启动路径分析，黑启动机组采用发变组单机单元接线，机端设发电机断路器，从主变压器低压侧引接厂用电工作电源接入高压厂用变压器高压侧，高厂变低压侧接入厂内10kv母线，每段10kv母线接1组高厂变供电，在机组运行时能够提供高可靠性的供电电源，当机组停机时，还能从系统倒送厂用电，也能保证供电电源的可靠性。
63.每台水轮发电机组设一个0.4kv供电系统，每个系统由互为备用的2台变压器分别为两段自用电母线供电，母线之间设置联络开关，正常时分段运行，2台变压器进线电源取自不同的厂内10kv母线。
64.为提高电站供电可靠性和事故快速响应能力，保障电站设备设施安全运行，根据厂用电系统联络方式，设计2套黑启动流程，一套将柴油发电机作为黑启动电源，启动1台机组带主变零升后自带厂用电；另外一套将蓄电池作为黑启动电源启动1台机组带主变零升后自带厂用电，即混合动力多冗余机组一键黑启动流程。
65.机组一键黑启动采用混合动力双冗余机组一键黑启动，动力一来自蓄电池，利用蓄电池启动、建压快的特点，用蓄电池作为黑启动电源带0.4kv机组自用电i段母线，通过机组一键黑启动流程启动1台机组带主变零升，带厂内10kv母线等功能；动力二来自坝顶柴油发电机，从柴油机房新增一条10kv电缆到机组黑启动动力电池处，降压至0.4kv后带机组自用电i段母线，再通过机组一键黑启动流程启动1台机组带主变零升，带厂内10kv母线等功能。
66.正常情况下蓄电池作为机组黑启动主用电源，由厂用电为其充电，如果电池故障，可以利用柴油机为机组提供黑启动电源。因此需要研究动力电池与柴油发电机同时作为机组黑启动电源的投退顺序及互锁逻辑，避免出现非同期合闸与反送电等不可接受安全风险。本发明中开关的合闸闭锁逻辑如下表：
[0067][0068]
s2：电站计算机监控系统增加三个黑启动机组状态，判断黑启动条是否满足。
[0069]
进一步的，需要进行厂用电备自投逻辑分析。水电站10kv厂用电系统备自投装置设有“全自动”、“半自动”、“退出”三种运行模式；“全自动”模式下能够自动备投和自动恢复；“半自动”模式下仅能自动备投，不能自动恢复；“退出”模式时切除备自投功能。10kv母线掉电后，备自投装置在2秒内未检测到备用电源会自动切换至退出模式，因此，黑启动工
况下，无需操作10kv备自投装置。
[0070]
0.4kv系统备自投装置设有“全自动”、“半自动”、“退出”三种运行模式。在“全自动”模式下，当母线失压，经延时跳开进线开关，合母联开关，当进线电压恢复正常后延时断开母联开关，合进线开关；在“半自动”模式下，仅有备用电源自投功能，当进线电压恢复正常后，由操作人员进行手动操作返回分段运行方式；在“退出”模式下，bzt退出运行。0.4kv备自投装置正常运行在“全自动”模式。黑启动工况下，存在柴油发电机或动力电池为黑启动机组自用电供电期间，0.4kv备自投装置动作将机组自用电i、ii段联络的情况，此情况可能会造成黑启动电源动力不足，进而导致黑启动失败。因此，黑启动工况下，需将黑启动机组自用电0.4kv备自投装置“退出”。
[0071]
更进一步的，水电站计算机监控系统中将水轮发电机组状态定义为停机态、水系统运行态、辅助设备运行态、空转态、空载态、发电态、过渡态和机组状态不明8种状态。为了避免在流程执行期间，由于监控未收到机组稳定运行状态反馈，操作人员在不知道机组相关设备运行状态的情况下误发机组状态转换命令和与本机组其他执行中的流程相互干扰，争夺设备控制权的情况，当机组处于过渡态或状态不明时，监控会自动闭锁对该机组下发新的状态转换指令。为确保黑启动工况下，机组能正确执行机组状态转换指令，电站计算机监控系统需增加三个机组状态，分别为：黑启动模式机组空载态，黑启动模式10kv母线复电态和黑启动模式机组孤网态。
[0072]
如图3所示，黑启动机组状态分为黑启动模式机组空载态：黑启动机组通过外部电源启动机组带主变自动升压至额定电压运行的状态；黑启动模式母线复电态：黑启动机组带主变自动升压至额定电压运行后，合上本机组高厂变低压侧开关为厂内母线供电的状态；黑启动模式机组孤网态：黑启动机组带上厂内母线后，合上厂内母线至黑启动机组自用电开关为黑启动机组自用电母线供电的状态。
[0073]
再进一步的，水轮发电机组励磁系统、调速器系统、发电机辅助设备、水轮机辅助设备、技术供水系统和发电机出口断路器、隔离刀闸等负荷均采用双电源供电模式。双回路供电的设备按照互为备用设和负荷均匀分配的原则将两路电源分别接入机组自用电i、ii段母线。正常开机时需判断2路电源供电均正常时电站计算监控系统才能执行开机指令。黑启动工况下，机组自用电仅有一段母线供电正常，为使水轮发电机组在仅有一段自用电母线供电的情况下能正常开机，需在电站计算机监控系统中增设机组黑启动条件。启动条件如图3所示。
[0074]
s3：按下黑启动按钮，进入一键黑启动流程，启动1台机组带主变零升，带厂内母线，恢复正常用电。
[0075]
操作人员在电站计算机监控系统上投入机组黑启动使能压板，并根据机组检修和故障的等状况选择黑启动机组后，流程会自动执行启动柴油发电机和合上黑启动动力电池输出电源开关，向黑启动机组自用电母线供电的流程。柴油发电机和动力电池任意一电源故障均不影响黑启动机组自用电母线正常供电。结合现场设备梳理机组一键黑启动流程执行过程中需控制对象的先后顺序和转换条件，这里所说的转换条件是指转换流程执行过程中，因设备状态不满足要求导致流程报警或退出的条件，根据设备操作的先后顺序和转换条件绘制机组一键黑启动。如图5和图6所示，流程执行详细步骤如下：
[0076]
s31：投入监控黑启动使能压板。
[0077]
s32：判断机组黑启动条件是否满足，若是，进入s33；若否，流程退出。
[0078]
s33：退出机组自用电母线备自投，判断机组自用电母线备自投是否退出，若是，进入s4；若否，流程退出；
[0079]
s34：断开机组自用电母线联络开关402，判断机组自用电母线联络开关402是否断开，若是，进入s35；若否，流程退出。
[0080]
s35：断开机组自用电i段母线进线开关4103，判断机组自用电i段母线进线开关4103是否断开，若是，进入s36；若否，流程退出。
[0081]
s36：断开机组自用电ii段母线进线开关4104，判断机组自用电ii段母线进线开关4104是否断开，若是，进入s37；若否，流程退出。
[0082]
s37：断开10kv 2m主进线电源开关g2c02，判断10kv 2m主进线电源开关g2c02是否断开，若是，进入s38、s311；若否，流程退出。
[0083]
s38：投动力电池，判断动力电池系统双电源切换装置(ats3)是否在双断位，若是，进入s39；若否，流程退出。
[0084]
s39：判断动力电池输出开关d400是否合闸，若是，进入s310；若否，流程退出。
[0085]
s310：判断机组自用电i段母线电压是否大于320v，若是，进入s322；若否，进入s318。
[0086]
s311：断开10kv开关gcd、gcd-1和g1103，判断gcd是否断开，若是，进入s312；若否，流程退出。
[0087]
s312：判断gcd-1是否断开，若是，进入s313；若否，流程退出。
[0088]
s313：判断g1103是否断开，若是，进入s314；若否，流程退出。
[0089]
s314：启动柴油发电机，判断柴油发电机电压是否正常，若是，进入s315；若否，流程退出。
[0090]
s315：判断柴油发电机转速是否正常，若是，进入s316；若否，流程退出。
[0091]
s316：合上10kv开关gcd，判断10kv开关gcd是否合闸，若是，进入s317；若否，流程退出。
[0092]
s317：合上10kv开关gcd-1，判断10kv开关gcd-1是否合闸，若是，流程结束；若否，流程退出。
[0093]
s318：判断机组自用电i段进线电压是否大于320v，若是，进入s319；若否，流程退出。
[0094]
s319：断开动力电池输出开关d400，判断动力电池输出开关d400是否分闸，若是，进入s320；若否，流程退出。
[0095]
s320：合上0.4kv开关4103，判断0.4kv开关4103是否合闸，若是，进入s321；若否，流程退出。
[0096]
s321：判断机组自用电i段母线电压是否大于320v，若是，进入s322；若否，流程退出。
[0097]
s322：分机组电制动开关gebs3和s3105，判断gebs3开关是否分闸，若是，进入s323；若否，流程退出。
[0098]
s323：判断s3105开关是否分闸，若是，进入s324；若否，流程退出。
[0099]
s324：投机组技术供水和启动水导外循环系统，判断机组技术供水流量是否正常，
若是，进入s325；若否，流程退出。
[0100]
s325：判断机组水导外循环油泵是否运行，若是，进入s326；若否，流程退出。
[0101]
s326：判断机组水导外循环系统油流量是否正常，若是，进入s327；若否，流程退出。
[0102]
s327：判断机组水导油槽油位是否正常，若是，进入s328；若否，流程退出。
[0103]
s328：判断机坑加热器是否退出，若是，进入s329；若否，流程退出。
[0104]
s329：启动油雾吸收装置、启动碳粉吸收装置和退出蠕动检测装置，判断蠕动检测装置是否退出，若是，进入s330；若否，流程退出。
[0105]
s330：启动调速器液压系统，判断调速器液压系统压油罐油位是否大于1800mm，若是，进入s331；若否，流程退出。
[0106]
s331：判断调速器液压系统压油罐油压是否大于6.1mpa，若是，进入s332；若否，流程退出。
[0107]
s332:判断调速器液压系统管道油压是否大于6.1mpa，若是，进入s333；若否，流程退出。
[0108]
s333：判断机组主轴密封水流量是否正常，若是，进入s334；若否，流程退出。
[0109]
s334：拔出自动锁锭，判断自动锁锭是否拔出，若是，进入s335；若否，流程退出。
[0110]
s335：投高压油并撤出机械制动风闸，判断高压油泵是否运行，若是，进入s336；若否，流程退出。
[0111]
s336：判断高压油系统是否建压成功，若是，进入s337；若否，流程退出。
[0112]
s337：判断机械制动风闸是否全部落下，若是，进入s338；若否，流程退出。
[0113]
s338：调速器开机，判断电制动开关gebs3是否分闸，若是，进入s339；若否，流程退出。
[0114]
s339：判断机组转速是否大于95％，若是，进入s340；若否，流程退出。
[0115]
s340：合发电机出口隔离刀闸2021，判断发电机出口隔离刀闸2021是否合闸，若是，进入s341；若否，流程退出。
[0116]
s341：合发电机出口开关202，判断发电机出口开关202是否合闸，若是，进入s342；若否，流程退出。
[0117]
s342：投励磁，判断发电机定子电压是否大于90％额定电压，若是，进入s343；若否，流程退出。
[0118]
s343：判断调速器a套是否有严重故障，若是，流程退出；若否，进入s344。
[0119]
s344：判断调速器b套是否有严重故障，若是，流程退出；若否，进入s345。
[0120]
s345：判断主变低压侧电压是否大于18kv，若是，进入s346；若否，流程退出。
[0121]
s346：断开10kv 2m联络开关及所有负荷开关，判断10kv 2m所有联络开关是否分闸，若是，进入s347；若否，流程退出。
[0122]
s347：判断10kv 2m所有负荷开关是否分闸，若是，进入s348；若否，流程退出。
[0123]
s348：合上10kv 2m主进线电源开关g2c02，判断10kv 2m主进线电源开关g2c02是否合闸，若是，进入s349；若否，流程退出。
[0124]
s349：判断10kv 2m母线电压是否大于6.5kv，若是，进入s350；若否，流程退出。
[0125]
s350：合上10kv 2m至机组自用电ii段变压器104b高压侧开关g2104，判断10kv 2m
至机组自用电ii段变压器104b高压侧开关g2104是否合闸，若是，进入s351；若否，流程退出。
[0126]
s351：合上机组自用电ii段母线进线电源开关4104，判断机组自用电ii段母线进线电源开关4104是否合闸，若是，进入s352；若否，流程退出。
[0127]
s352：判断机组自用电ii段母线电压是否大于320v，若是，流程结束；若否，流程退出。
[0128]
需要说明的是，监控系统中机组相关控制流程众多，为防止同一控制对象同时有两个及以上流程在执行而相互干扰，争夺控制权等情况，需要对机组一键黑启动流程设置一个优先级，高级别的流程要终止低级别的流程的执行，优先级高的流程还要闭锁优先级低的流程的启动。监控机组一键黑启动流程启动的优先级设置应低于机组电气事故和机械事故流程，这样设计的目的是机组一键黑启动流程执行过程中出现机组过速、瓦温异常升高等事故时，事故停机流程能够及时启动避免事故扩大，保障枢纽安全。
[0129]
本实施例还提供一种计算设备，包括，存储器和处理器；存储器用于存储计算机可执行指令，处理器用于执行计算机可执行指令，实现如上述实施例提出的实现水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法。
[0130]
本实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例提出的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法。
[0131]
本实施例提出的存储介质与上述实施例提出的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例，并且本实施例与上述实施例具有相同的有益效果。
[0132]
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(readonly，memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。
[0133]
实施例2
[0134]
参照图7-9，为本发明的一个实施例，提供了某电站混合动力多冗余机组一键黑启动的系统结构图。
[0135]
如图5所示，某电站共安装有6台水轮发电机组，发变组合采用单元接线，每台机端设发电机断路器。目前该电站机组目前黑启动路径为：柴油发电机
→
大坝10kv母线(4m)
→
厂内10kv母线(5m)
→
机组自用电，全流程操作设备多，耗时长，非同期、反充电和走错间隔等安全风险极高。为提高电站供电可靠性和事故快速响应能力，保障电站设备设施安全运行，根据该电站厂用电系统联络方式，在该电站设计2套黑启动流程，一套将柴油发电机作为黑启动电源，启动1台机组带主变零升后自带厂用电；另外一套将蓄电池作为黑启动电源启动1台机组带主变零升后自带厂用电，即混合动力多冗余机组一键黑启动流程。
[0136]
相比原有技术，本发明创造性地将柴油发电机与动力电池结合为水轮发电机组黑启动电源，既解决了柴油发电机作为黑启动电源操作繁琐、响应不够迅速问题，同时也解决
了蓄电池作为黑启动电源存在的蓄电池失效或电压降低造成黑启动机组不能正常启动的问题，极大地提高电站供电可靠性和事故快速响应能力，保障电站设备设施安全运行。
[0137]
本发明提供的将柴油发电机和动力电池输出电源分别接入黑启动机组自用电i、ii段母线的方法，既避免了两路电源非同期合闸，又解决了黑启动流程执行过程中，一路黑启动电源故障时，没有备用电源及时投入造成的设备损坏和启动失败问题，极大地提高了黑启动电源的可靠性。
[0138]
本发明提供的一种2台水轮发电机组具备黑启动能力的设计方法，极大地提高了电站供电的可靠性，2台黑启动机组中任意一台检修或故障不可用时，均不会对电站黑启动能力造成影响。有效提高了电站供电可靠性和事故快速响应能力，保障了电站设备设施安全运行；同时也提高了电网面临严重事故后的应急处置能力及故障恢复效率，最大限度减少大停电造成的影响。
[0139]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法其特征在于，包括：使用动力电池和柴油发电机作为机组黑启动电源并确定投退顺序及互锁逻辑；电站计算机监控系统增加三个黑启动机组状态，判断黑启动条是否满足；按下黑启动按钮，进入一键黑启动流程，启动1台机组带主变零升，带厂内母线，恢复正常用电。2.如权利要求1所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法，其特征在于：所述投退顺序及互锁逻辑为：控制机组自用电i段母线的开关有4103、402、d400，控制厂内母线的开关有gcd、gcd-1、g1103；当黑启动机组自用电i段母线无电压、402分闸、d400分闸时，4103能够合闸；当黑启动机组自用电i段母线无电压、4103分闸、d400分闸或者黑启动机组自用电ii段母线无压、4104分闸时，402能够合闸；当黑启动机组自用电i段母线无压、4103分闸、402分闸时，d400能够合闸；当gcd-1分闸时，gcd能够合闸；当g1103分闸、4103分闸时，gcd-1能够合闸；当gcd-1分闸、4103分闸时，g1103能够合闸。3.如权利要求2所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法，其特征在于：所述黑启动机组状态包括：黑启动模式机组空载态：黑启动机组通过外部电源启动机组带主变自动升压至额定电压运行的状态；黑启动模式母线复电态：黑启动机组带主变自动升压至额定电压运行后，合上本机组高厂变低压侧开关为厂内母线供电的状态；黑启动模式机组孤网态：黑启动机组带上厂内母线后，合上厂内母线至黑启动机组自用电开关，为黑启动机组自用电母线供电的状态。4.如权利要求3所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法，其特征在于：所述黑启动条件为：当机组黑启动使能投入，发电机和变压器保护措施正常，开机基本条件正常，剪断销未剪断，机械制动风闸落下，检修气封撤出，水机后备保护正常，发电机出口开关状态满足开机，电制动开关状态满足开机，刀闸状态满足开机，主轴密封水系统流量、压力正常，地刀状态满足开机，励磁系统正常，上推导油槽油位正常，调速器系统正常，进水口闸门正常，主变系统运行正常，水导外循环系统正常，机组冷却水流量正常，高压油系统直流电源及控制回路正常时，黑启动模式开机条件满足。5.如权利要求4所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法，其特征在于：所述一键黑启动流程为：黑启动电源带机组自用电，启动机组系统，厂内母线复电；所述黑启动电源带机组自用电为：投入监控黑启动使能压板；当机组黑启动条件满足时，退出机组自用电母线备自投，断开机组自用电母线联络开关402，断开机组自用电i段母线进线开关4103，断开机组自用电ii段母线进线开关4104，断开主进线电源开关g2c02，断开开关gcd、gcd-1和g1103，启动柴油发电机并投动力电池；
当柴油发电机电压和转速正常时，合上开关gcd和gcd-1，流程结束；当动力电池系统双电源切换装置在双断位时，合上动力电池输出开关d400，检测机组自用电i段母线电压；当机组自用电i段母线电压大于等于320v时，断开机组电制动开关gebs和s105，启动机组系统；当机组自用电i段母线电压小于320v时，断开动力电池输出开关d400，合上开关4103，再次检测机组自用电i段母线电压。6.如权利要求5所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法，其特征在于：所述启动机组系统为：投机组技术供水和启动水导外循环系统，当机组技术供水流量正常时，检测机组水导外循环系统和机组水导油槽位，退出机坑加热器，启动油雾吸收装置和碳粉吸收装置，退出蠕动检测装置，启动调速器液压系统；当调速器液压系统压油罐油位大于1800mm并且油压大于6.1mpa时，检测机组主轴密封水流量，拔出自动锁锭，投高压油并撤出机械制动风闸；当高压油泵正常运行，机械制动风闸全部落下时，调速器开机；当电制动开关gebs分闸，机组转速大于95％时，合发电机出口隔离刀闸2021，合发电机出口开关202，投励磁；当发电机定子电压大于90％额定电压，调速器a套和b套没有有严重故障时，检测主变低压侧电压；当主变低压侧电压大于18kv时，断开母线的联络开关及所有负荷开关。7.如权利要求6所述的水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法，其特征在于：所述厂内母线复电为：当所有联络开关和负荷开关分闸时，合上主进线电源开关g2c02，检测厂内母线电压；当厂内母线电压大于6.5kv时，合上主进线至机组自用电ii段变压器104b高压侧开关g2104，合上机组自用电ii段母线进线电源开关4104，检测机组自用电ii段母线电压；当机组自用电ii段母线电压大于320v时，黑启动完成，流程结束。8.一种水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动系统，其特征在于，包括，黑启动电源模块，用于设计黑启动电源的投退顺序及互锁逻辑；黑启动条件判断模块，当前设备及线路状态能进行黑启动时进入黑启动流程模块，当前设备及线路状态不能进行黑启动时报警提醒；黑启动流程模块，启动柴油发电机和合上黑启动动力电池输出电源开关，向黑启动机组自用电母线供电，从而恢复厂内母线供电。9.一种计算设备，包括：存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种水轮发电机组混合动力多冗余一键黑启动方法包括：使用动力电池和柴油发电机作为机组黑启动电源并确定投退顺序及互锁逻辑；电站计算机监控系统增加三个黑启动机组状态，判断黑启动条是否满足；按下黑启动按钮，进入一键黑启动流程，启动1台机组带主变零升，带厂内母线，恢复正常用电。本发明极大地提高电站供电可靠性和事故快速响应能力，保障电站设备设施安全运行；还可以提高电网面临严重事故后的应急处置能力及故障恢复效率，最大限度减少大停电造成的影响，且可以提高电站辅助服务能力，提升电价竞争水平。提升电价竞争水平。提升电价竞争水平。


技术研发人员：熊腾清 陈哲之 黄华 姚登峰 张益华
受保护的技术使用者：三峡金沙江云川水电开发有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/10/7