摘要：工廠設計柴油發電機為黑啟動電源，當工廠由于某種原因失去電源，柴油發電機啟動供電后，后續的燃氣發動機才能啟動正常供電。針對單一啟動電源存在的不足，改進了黑啟動的流程，對燃氣發電機的燃料氣供應系統進行改造，并在失電時提供備用燃氣發電機的啟動信號。實現了黑啟動過程的全程自動控制，減少了人工操作的影響，縮短了啟動時間。

關鍵詞：電力系統；黑啟動；優化

加納天然氣處理廠是加納共和國建造的第一個天然氣處理廠。因加納國家電力供應極其不穩,故工廠采用發電機組自發電生產。柴油發電機作為工廠的唯一黑啟動電源，如果不能正常啟動，則燃氣發電機由于得不到輔助電源，也無法啟動，導致工廠電力短時間內無法得到恢復。一旦燃氣發電機由于故障停機，而此時柴油發電機又無法啟動，工廠就會失去電源，嚴重影響工廠正常生產。

1黑啟動過程存在的問題分析

一是柴油發電機作為全廠電力恢復的唯一供電設備，其設備可靠性完全決定了系統的可靠性，一旦柴油發電機處于保養階段或故障階段，全廠將失去啟動電源。

二是系統黑啟動時只有柴油發電機進行黑啟動，燃氣發電機無法參與黑啟動。現場有3臺燃氣發電機，燃氣發電機無法參與黑啟動，得不到合理的利用。

三是在整個黑啟動過程中，由于燃料氣供應系統的中斷，導致燃料氣的供應恢復及燃氣發電機的啟動必須由手動來完成，這樣不但自動化控制程度不高，而且燃氣發電機在過程中啟動較慢，導致電力恢復時間較長。

2黑啟動方式的改進

針燃氣發電機黑啟動條件，需要對燃氣發電機的燃料氣供應系統進行改造，并在失電時提供備用燃氣發電機的啟動信號，使其滿足黑啟動要求。

2.1燃氣調壓撬控制盤供電線路改造燃氣調壓撬主要負責為燃氣發電機組提供燃料氣。

工藝上由脫乙烷塔頂氣或原料氣經過調壓撬減壓后輸送到燃氣發電機。燃氣調壓撬由PLC控制盤控制，其電源在C段母線上，其進出口電磁閥在失電情況下會自動關閉。控制室內有一臺ACUPS，系統功率9kw，此UPS負責SCADA系統和通訊系統的供電。該UPS液晶顯示窗顯示使用容量0.23kVA，負荷率2%。燃氣調壓控制系統為PLC控制，系統需求功率非常小。若將燃氣調壓撬電源接入該UPS，當工廠停電后燃氣調壓系統保持供電，避免了電磁閥在在失電情況下會自動關閉，保證了燃氣發電機燃料氣的供應。將3臺燃氣調壓撬控制盤電源由C母線轉接入ACUPS系統后，UPS液晶顯示窗顯示使用容量0.26kVA，負荷率3%，不會影響UPS的正常工作。

2.2改進燃氣發電機的控制邏輯

如果全網失電情況下，母線上的低電壓檢測繼電器將會得到失電信號，三個母線上的低電壓檢測繼電器如果同時檢測到電壓丟失，則發電機控制系統會自動輸出啟動信號去啟動柴油發電機。所以可以用觸發柴油發電機運行的信號來觸發備用燃氣發電機組啟動。當燃氣發電機處于備用模式下，即發電機本地控制盤在自動位置，室內控制柜選擇開關在“standby”位置時，只要提供發電機控制系統一個外部控制信號，即備用發電機就會啟動，并按照設定的程序進行自動合閘向電網供電。改進后的燃氣發電機組控制邏輯實現了備用發電機自動啟動并網的全過程自動化。

3 結語

改進前只有1臺柴油發電機可進行黑啟動，改進后1臺柴油發電機和3臺燃氣發電機均可進行黑啟動，4臺發電機均損壞的概率非常低，因此黑啟動的可靠性大大提高。同時，由于改進了發電機組的控制邏輯，使得燃氣發電機可自動啟動，因此在電力恢復時間上有著顯著的優勢。改造前正常電力中斷時間最少需要260s，改造后的黑啟動系統則可以在170s完成電力系統的恢復。電力中斷時間縮短了90s。通過合理的修改燃氣發電機啟動運行方式，為燃氣發電機在黑網情況下創造了啟動條件，因燃氣發電機具有能夠快速啟動、寬幅加載和靈敏響應的特點，因此利用燃氣發電機做為黑啟動電源有著獨特的優勢。

作者：李彩紅 張濤 姚伯富      單位：中原油田分公司天然氣處理廠