CN114142455B - 一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法 - Google Patents

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Abstract

一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法，包括：步骤1：电网全黑时在在高压变电站投入相应无功设备以抑制特高压线路末端甩负荷过电压；步骤2：根据拟恢复的超高压交流线路，采用过补偿方式以防止线路过电压；步骤3：按照步骤2逐步依次恢复超高压交流线路直至恢复至待启动电厂的高压母线充电；步骤4：校验升压主变压器空充时励磁涌流、工频和操作过电压，若无风险则对升压主变压器进行充电；步骤5：根据拟恢复的厂用负荷计算所需的无功补偿，若无电压频率风险，对厂用电负荷进行恢复后机组立即投入进行出力。本发明利用特高压交流供电能力强、速度快的特点，加快系统的黑启动恢复进程，降低因黑启动时间过长带来的停电损失。

Description

一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法
技术领域
本发明涉及电力系统在严重故障后电网全停的黑启动过程，具体是一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法。
背景技术
当区域电力系统因事故造成大面积停电时，电网处于全黑状态，为了快速恢复负荷供电，减少经济损失和保证社会稳定，需要立即对电网进行黑启动。黑启动是电力系统安全运行的最后一道防线，利用好各类型具备自启动能力的电源进行全网黑启动，对于加快系统全黑事故后的恢复进程和国民经济稳定具有重要的意义。
为加速系统全黑事故后的恢复，应利用区域电网内具备自启动能力的抽蓄机组或水电机组快速恢复临近的火电机组，然后逐步恢复区域电网的主网架以及重要负荷直至全网恢复。若某区域电网内存在尚未损坏的特高压交流线路及电站，可利用特高压交流供电能力强、速度快的特点，将其作为黑启动电源恢复临近交流主网架以及附近的火电电厂，对于加快全网黑启动进程，减少因事故导致的停电时间有十分重要的积极作用。
目前现行的电网黑启动方案中，主要利用具有自启动能力的水电机组或抽蓄机组进行黑启动初期的网架构建和火电电厂恢复；1000kV交流联络线具有供电能力强、速度快的特点，同样也可以作为黑启动电源。然而，我国华北-华中电网间的1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流线路在华北电网和华中电网的黑启动方案编制中未参与到黑启动过程中，黑启动电源资源没有得到最大化利用。因此，研究一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法，对于高效配置区域电网黑启动电源，加快全网事故后的黑启动进程，减少停电时间和停电损失具有积极作用。
本发明提出一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法，旨在利用特高压交流线路供电能力强、速度快的特点，最大化配置黑启动电源资源，加快全网事故后的黑启动进程，减少停电时间和停电损失，对国民经济稳定具有重要作用。
发明内容
为了提高全网事故后的黑启动效率，加快黑启动进程，本发明提出一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法，利用特高压交流线路供电能力强、速度快的特点，最大化配置黑启动电源资源。本方法对于加快电网全黑后的恢复速度有重要意义，能缩短因电网黑启动时间过长或黑启动失败带来的停电损失和设备损害，对国民经济稳定具有重要作用。
本发明采用如下技术方案实现：
一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法，包括如下步骤：
步骤1：根据可作为黑启动电源的特高压交流线路长度、等效分布电容、线路等效电感、线路配置的无功设备容量，计算在特高压线路末端的电网全黑时，为抑制特高压线路末端甩负荷过电压而需在特高压变电站投入的无功补偿设备容量，按照计算结果在高压变电站投入相应无功设备以抑制特高压线路末端甩负荷过电压；
步骤2：在步骤1中已抑制特高压线路末端甩负荷过电压的基础上，根据拟恢复的超高压交流线路，采用过补偿方式以防止线路过电压：采用和步骤1类似的方法计算需投入的无功，按照计算结果在线路和变电站投入相应无功设备，然后校验工频过电压和操作过电压，无过电压风险后，投入该超高压交流线路；
步骤3：按照步骤2的方法确保超高压线路不会产生各类过电压的基础上，逐步依次恢复超高压交流线路直至恢复至待启动电厂的高压母线充电；
步骤4：按照步骤3的方法恢复到待启动电厂的高压母线时，根据拟恢复的电厂升压主变压器参数，校验升压主变压器空充时励磁涌流、工频和操作过电压，若无风险则立即对该升压主变压器进行充电；
步骤5：基于步骤4对待启动电厂的升压主变压器充电完毕后，在恢复待启动电厂的厂用负荷时，根据拟恢复的厂用负荷计算所需的无功补偿以防止电压掉落而启动失败，并校验电压频率稳定性以防止黑启动分区失稳，若无电压频率风险，对厂用电负荷进行恢复，恢复完毕后，机组立即投入进行出力。
进一步的，所述步骤1中，根据特高压交流线路长度L、等效分布电容Beq、线路等效电感Xeq、线路配置的无功设备容量Qx等参数，计算需在特高压变电站投入的无功补偿设备容量，计算方法如下：
(1)当Qx>U2Beq时，采用过补偿方式投入全部无功补偿设备。此时线路首端电压最高，末端电压最低，假设区外电源即首端电压为U0，系统运行电压为UN，则线路末端的电压U≈U0-(2Qx-UN 2Beq)Xeq/2U0；
(2)当Qx≈U2Beq时，为避免无功补偿设备和线路分布电容产生谐振，采取欠补偿的方式投入容量为Qx1(<Qx)的无功补偿设备，线路沿线电压最高值Umax≈U0+Xeq(1-Qx1/UN 2Beq)(UN 2Beq-Qx1)/2U0；此时特高压交流线路末端的电压Uend≈Umax-Xeq(Qx1/UN 2Beq)(UN 2Beq-Qx1)/2U0；
(3)当Qx<U2Beq时，应投入全部无功补偿设备；线路沿线电压最高值Umax≈U0+Xeq(1-Qx/UN 2Beq)(UN 2Beq-Qx)/2U0。
进一步的，在步骤1中，考虑电网全黑情况下，特高压交流线路等同于末端甩负荷，由于特高压交流线路具有较高的等效电容，其末端电压将会剧烈升高，采用过补偿以防止交流特高压线路沿线电压过高，具体投入的无功补偿设备容量应根据实际装设情况计算，若无功补偿设备的容量不足，则应保证线路沿线电压最高值不超过系统最高运行电压1100kV，否则不应采用特高压交流线路进行黑启动。
进一步的，在步骤2中，若无功补偿设备的容量不足，则应保证线路沿线电压最高值不超过系统最高运行电压550kV，同时校验工频过电压不超过1.3/1.4p.u.(线路/母线侧)和操作过电压不超过2.0p.u.。
进一步的，在步骤4中，对待启动电厂的升压主变压器进行充电时，应考虑空载变压器投入时会因铁心饱和而产生的励磁涌流；同时还需考虑当系统阻抗和线路电容参数构成并联谐振条件时引起的谐振过电压；采取同期装置进行合闸以保证励磁涌流小于变压器额定电流的5倍，变压器空充时工频过电压不应超过1.4p.u，操作过电压不应超过2.0p.u.，不应发生谐振过电压。
进一步的，在步骤5中，对待启动电厂厂用负荷进行恢复时，采用欠补偿的方式控制母线电压不低于0.9p.u.，以防止厂用电母线电压跌落导致厂用电动机启动失败。
进一步的，在步骤5中，在恢复厂用负荷时调整此时已投入的无功补偿，以保证电动机负荷投入时母线电压在0.9～1.1p.u.之间，同时校验频率在49.5～50.5HZ之间。
进一步的，在步骤5中，若发生电压低于09p.u.的情形，考虑在满足过电压不超标的情况下，退出部分无功补偿设备抬高系统电压直至电压满足要求。
本发明的具有如下优点：
1、目前主流的黑启动方案编制中一般采用具备自启动能力的水电或者抽蓄机组构建黑启动初期系统网架和机组恢复，恢复速度慢、容量小。但本发明考虑了通过特高压交流电站的方式利用区外电源进行黑启动，充分利用了特高压交流供电能力强(特高压线路单回线输送功率可达千万千瓦级别，而超高压线路一般最高输送两百万千瓦)、速度快(无机组自启动过程)的特点，对于加快全网黑启动进程有着重要意义；
2、利用水电或者抽蓄机组构建黑启动初期网架时，需进行自励磁、工频过电压、操作过电压和小干扰稳定性的校验；而本发明特高压变电站进行黑启动方案校核时，无需进行自励磁计算，且被启动电厂的调速系统退出运行，也无需进行小扰动稳定校核计算，减少了大量的仿真建模工作量；
3、本发明为电网调度运行机构在电网全黑后恢复全网提供了一种最大化利用黑启动电源资源的策略，有利于大电网运行风险降低和事故后系统的快速恢复，具有重要的社会经济稳定作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例通过在湖北电网中通过荆门特高压交流电站利用区外(河南/河北)电源进行黑启动的方法的示意图；
图2是启动被启动电厂厂用负荷时电压跌落低于0.9p.u.时的厂用电母线电压示意图；
图3是启动被启动电厂厂用负荷时电压跌落高于0.9p.u.时的厂用电母线电压示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明实施例提出一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法，具体实施步骤包括：
步骤1：根据可作为黑启动电源的特高压交流线路长度、等效分布电容、线路等效电感、线路配置的无功设备容量，计算在特高压线路末端的电网全黑时，为抑制特高压线路末端甩负荷过电压而需在特高压变电站投入的无功补偿设备容量，按照计算结果在高压变电站投入相应无功设备以抑制特高压线路末端甩负荷过电压，所述无功补偿设备包括线路并联高压电抗器和低容电抗。
具体的，根据特高压交流线路长度L、等效分布电容Beq、线路等效电感Xeq、线路配置的无功设备容量Qx等参数，计算需在特高压变电站投入的无功补偿设备容量，计算方法如下：
(1)当Qx>U2Beq时，采用过补偿方式投入全部无功补偿设备。此时线路首端电压最高，末端电压最低，假设区外电源即首端电压为U0，系统运行电压为UN，则线路末端的电压U≈U0-(2Qx-UN 2Beq)Xeq/2U0。
(2)当Qx≈U2Beq时，为避免无功补偿设备和线路分布电容产生谐振，应采取欠补偿的方式投入容量为Qx1(<Qx)的无功补偿设备，线路沿线电压最高值Umax≈U0+Xeq(1-Qx1/UN 2Beq)(UN 2Beq-Qx1)/2U0；此时特高压交流线路末端的电压Uend≈Umax-Xeq(Qx1/UN 2Beq)(UN 2Beq-Qx1)/2U0。
(3)当Qx<U2Beq时，应投入全部无功补偿设备；线路沿线电压最高值Umax≈U0+Xeq(1-Qx/UN 2Beq)(UN 2Beq-Qx)/2U0。
不论投入的无功补偿容量多少，线路沿线电压最大值Umax应满足不大于系统最高运行电压1100kV，若无法满足，则该特高压交流线路不应作为黑启动电源。
步骤2：在步骤1中已抑制特高压线路末端甩负荷过电压的基础上，根据拟恢复的超高压交流线路，采用过补偿方式以防止线路过电压：采用和步骤1类似的方法计算需投入的无功，按照计算结果在线路和变电站投入相应无功设备，然后校验工频过电压和操作过电压，无过电压风险后，投入该超高压交流线路。
针对拟恢复的超高压交流线路长度L、等效分布电容Beq、线路等效电感Xeq、线路配置的无功设备容量Qx等参数计算需投入的无功补偿设备容量，其计算方法与步骤1中特高压交流线路基本一致。
在步骤2中，若无功补偿设备的容量不足，对于超高压交流线路的Umax应满足不大于系统最高运行电压550kV。该项步骤中还需校验工频过电压不超过1.3/1.4p.u.(线路/母线侧)和操作过电压不超过2.0p.u.。
步骤3：按照步骤2的方法确保超高压线路不会产生各类过电压的基础上，逐步依次恢复超高压交流线路直至恢复至待启动电厂的高压母线充电；
按照上述方法依次恢复超高压交流线路直至恢复到待启动电厂的高压母线。在每一步的过程中投入相应的无功补偿容量并推算沿线电压最大值，防止线路产生过电压，并保证工频过电压和操作过电压校验通过。
步骤4：按照步骤3的方法恢复到待启动电厂的高压母线时，根据拟恢复的电厂升压主变压器参数，校验升压主变压器空充时励磁涌流、工频和操作过电压，若无风险则立即对该升压主变压器进行充电。
在空载变压器投入时会因铁心饱和而产生励磁涌流，该电流最大可达变压器额定电流的10倍，空载励磁电流的100倍；同时，当系统阻抗和线路电容参数构成并联谐振条件时，将会引起很高的谐振过电压。
因此，应校验变压器空充时的励磁电流、工频过电压和操作过电压，必要时采取同期装置进行合闸以保证励磁涌流小于变压器额定电流的5倍；同时变压器空充时工频过电压不应超过1.3p.u，操作过电压不应超过2.0p.u.，不应产生谐振过电压。
步骤5：基于步骤4对待启动电厂的升压主变压器充电完毕后，在恢复待启动电厂的厂用负荷时，根据拟恢复的厂用负荷计算所需的无功补偿以防止电压掉落而启动失败，并校验电压频率稳定性以防止黑启动分区失稳，若无电压频率风险，对厂用电负荷进行恢复，恢复完毕后，机组立即投入进行出力。
一般来说，被启动电厂的厂用电负荷大部分为对电压十分敏感的电动机负荷，在电压低于0.8p.u.时将会启动失败。因此，考虑裕度的情况下，在恢复厂用负荷时应调整此时已投入的无功补偿，以保证电动机负荷投入时母线电压在0.9～1.1p.u之间，同时还需校验频率在49.5～50.5HZ之间；若发生电压低于09p.u.的情形，应考虑在满足过电压不超标的情况下，退出部分无功补偿设备抬高系统电压直至电压满足要求。
上述步骤具体见如下实例：
以湖北电网的特高压交流线路1000kV南阳-荆门为例，应用本方法研究通过1000kV荆门变电站利用河南电源恢复襄樊电厂机组的方法(如图1所示)，对最大化利用黑启动电源资源，加快因电网黑启动进程，减少黑启动带来的停电损失，稳定国民经济具有重要作用。
本方法实施过程：
执行步骤1，根据1000kV南阳-荆门特高压交流线路长度L＝281.82km、等效分布电容Beq＝1.25286*10-3S、等效电抗Xeq＝72.7Ω、线路配置的无功设备容量Qx可分为感性和容性，其中感性无功设备容量有高压电抗器600Mvar一组、低压电抗器240Mvar两组，共为1080Mvar，容性无功设备容量有低压电容器240Mvar三组，共为720Mvar，根据前述计算公式对需投入的感性无功补偿设备容量进行计算。
南阳-荆门特高压交流线路充电功率为QB1＝U2Beq＝1381Mvar。由于Qx＝1080Mvar<QB1＝U2Beq＝1381Mvar，此时只能采用欠补偿方式全部的感性无功补偿设备，设投入无功设备的容量Qx1＝1080Mvar，此时线路沿线电压最高值为：
Umax≈U0+Xeq(1-Qx1/QB1)(QB1-Qx1)/2U0＝1052.27kV。
线路末端的电压：
Uend≈Umax-Xeq(Qx1/QB1)(QB1-Qx1)/2U0＝1041.31kV。
执行步骤2，根据拟恢复的500kV荆门-斗笠线路长度L＝20.876km、等效分布电容Beq＝9.8326*10-5S、等效电感Xeq＝5.474Ω，该线路无高压并联电抗器且斗笠站未配置低压电容、电抗，需校核此时线路的沿线最高电压，并校验工频过电压和操作过电压。
荆门-斗笠线路充电无功功率QB2＝27Mvar。由于从南阳-荆门-斗笠线路充电无功功率为QB1+QB2＝(1381+27)＝1408Mvar。对荆门-斗笠线路进行充电时没有可用的感性无功设备投入，即感性补偿设备容量Qx2＝0。此时南阳-荆门线路沿线电压最高值为：
Umax≈U0+Xeq(1-(Qx1-QB2)/QB1)(QB1+QB2-Qx1)/2U0＝1052.70kV。
荆门高压侧为：
UJ1≈Umax-Xeq((Qx1-QB2)/QB1)(QB1+QB2-Qx1)/2U0＝1044.04kV。
荆门中压侧为(假设各侧抽头均在中间位置并忽略变压器压降)：
UJ2＝UJ1*525/1050＝522.02kV
斗笠变电压为：
Uend＝UJ2+Xeq QB/2U0＝522.16kV。
由于500kV荆门-斗笠线路长度较短，在荆门在感性无功补偿设备全投的情况下，工频过电压为1.12p.u.，操作过电压为1.32p.u.，均满足要求。
在步骤2校验工频过电压和操作过电压均满足要求的情况下，执行步骤3，依次投入500kV斗樊线和襄樊III线。
500kV斗樊线长度L＝127.12km、等效分布电容Beq＝5.4684*10-4S、等效电感Xeq＝36.0512Ω，500kV樊城变低压侧的感性无功容量为180Mvar，容性无功容量为264Mvar。
此时，南阳-荆门-斗笠-樊城线路的无功充电功率1549Mvar，感性无功设备容量为1260Mvar，呈欠补偿状态；
荆门-斗笠-樊城线路的无功充电功率为168Mvar，感性无功设备容量为180Mvar，呈过补偿状态。
因此，线路沿线电压最高点(标幺值)仍然在南阳-荆门中间段。
此时南阳-荆门线路沿线电压最高值为：
Umax≈U0+Xeq(1-(Qx1+Qx3-QB2-QB3)/QB1)(QB1+QB2+QB3-Qx1-Qx3)/2U0＝1062.70kV。
依次推算荆门高压侧为：UJ1＝1032.83kV；
荆门中压侧为(假设各侧抽头均在中间位置并忽略变压器压降)：
UJ2＝516.42kV。
斗笠变电压为：
U2＝UJ2-Xeq QB/2U0＝516.15kV。
樊城变电压为：
U3＝U2-Xeq QB/2U0＝509.97kV。
虽然斗笠-樊城线路长达127.12km，但在荆门、樊城感性无功补偿设备全投情况下，工频过电压为1.28p.u.，操作过电压为1.89p.u.，均满足要求。
500kV襄樊III线长度L＝19.21km、等效分布电容Beq＝7.0995*10-5S、等效电感Xeq＝5.0732Ω，该线路无高压并联电抗器，且襄侧为电厂高压母线。
此时，南阳-荆门-斗笠-樊城线路的无功充电功率1568Mvar，感性无功设备容量为1260Mvar，呈欠补偿状态；
荆门-斗笠-樊城线路的无功充电功率为187Mvar，感性无功设备容量为180Mvar，呈欠补偿状态。
因此线路沿线电压最高点(标幺值)应在南阳-荆门或荆门-斗笠中间段或襄樊电厂高压母线。
Umax1≈
U0+Xeq(1-(Qx1+Qx3-QB2-QB3-QB4)/QB1)(QB1+QB2+QB3+QB4-Qx1-Qx3)/2U0＝1052.38kV。
依次推算荆门高压侧为：UJ1＝1044.09kV；
荆门中压侧为(假设各侧抽头均在中间位置并忽略变压器压降)：
UJ2＝522.04kV。
荆门-斗笠间的沿线电压最高点为：
Umax2≈
UJ2+Xeq(1-(Qx3/(QB2+QB3+QB4))(QB2+QB3+QB4-Qx3)/2U0＝522.04kV
斗笠站的电压为
U2＝Umax2-Xeq Qx3/(QB2+QB3+QB4)(Qx3-QB3-QB4)/2U0)＝521.93kV。
樊城变电压为：
U3＝U2-Xeq(2Qx3-QB3-2QB4)/2U0＝515.72kV。
襄樊变电压为：
U max3＝U3-Xeq QB4/2U0＝515.628kV。
计算知，线路沿线电压最高点(标幺值)在南阳-荆门中间段。
樊城-襄樊线路仅长19.21km，但在荆门、樊城感性无功补偿设备全投情况下，工频过电压为1.08p.u.，操作过电压为1.31p.u.，均满足要求。
此时襄樊站#5机组高压母线已充电，执行步骤4，对500kV襄樊站#5机组的升压变压器进行合闸仿真。经验证，变压器励磁涌流3.23kA(额定电流的2.937倍，小于5倍)，工频过电压为1.07p.u.，操作过电压为1.22p.u.，均满足要求。
最后，执行步骤5，校验厂用电负荷投入时的电压频率稳定性。
当襄樊站#5机组的辅机最大额定功率为40MW，但是辅机投入瞬间将有瞬时最大功率为200MW，同时电动机在启动过程中还伴随着大量无功功率的消耗。
此时，厂用变高压母线电压会在启动瞬间跌落到0.78p.u.，如图2所示。即使在仿真系统中，在瞬时功率衰减到电动机额定功率后，厂用变高压母线电压可以恢复到正常范围，但在实际黑启动过程中，由于系统处于十分脆弱的状态下，黑启动很有可能失败。
因此，考虑在当前补偿状态下，樊城、斗笠、襄樊站电压较低，将樊城变的低压并联电抗器全部退出，此时系统电压略有升高，但不会超过允许值。
投入襄樊站#5机组的辅机后，厂用高压母线电压如图3所示，没有发生较大跌落，此时可以启动成功。
相较于利用水电机组进行黑启动的传统方法，在通过荆门特高压交流电站利用区外(河南/河北)电源依次使得斗笠、樊城以及襄樊电厂恢复的过程中，无须进行自励磁校验，小干扰稳定性校验，减少了大量的计算工作；同时由于特高压交流供电能力强，在对线路合闸充电时能够较快进入稳态过程，大大加快了黑启动进程，缩短了电网停电时间。

Claims (8)

1.一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：根据可作为黑启动电源的特高压交流线路长度、等效分布电容、线路等效电感、线路配置的无功设备容量，计算在特高压线路末端的电网全黑时，为抑制特高压线路末端甩负荷过电压而需在特高压变电站投入的无功补偿设备容量，按照计算结果在高压变电站投入相应无功设备以抑制特高压线路末端甩负荷过电压；
步骤2：在步骤1中已抑制特高压线路末端甩负荷过电压的基础上，根据拟恢复的超高压交流线路，采用过补偿方式以防止线路过电压：采用和步骤1类似的方法计算需投入的无功，按照计算结果在线路和变电站投入相应无功设备，然后校验工频过电压和操作过电压，无过电压风险后，投入该超高压交流线路；
步骤3：按照步骤2的方法确保超高压线路不会产生各类过电压的基础上，逐步依次恢复超高压交流线路直至恢复至待启动电厂的高压母线充电；
步骤4：按照步骤3的方法恢复到待启动电厂的高压母线时，根据拟恢复的电厂升压主变压器参数，校验升压主变压器空充时励磁涌流、工频和操作过电压，若无风险则立即对该升压主变压器进行充电；
步骤5：基于步骤4对待启动电厂的升压主变压器充电完毕后，在恢复待启动电厂的厂用负荷时，根据拟恢复的厂用负荷计算所需的无功补偿以防止电压掉落而启动失败，并校验电压频率稳定性以防止黑启动分区失稳，若无电压频率风险，对厂用电负荷进行恢复，恢复完毕后，机组立即投入进行出力。
2.如权利要求1所述的一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法，其特征在于：所述步骤1中，根据特高压交流线路长度L、等效分布电容Beq、线路等效电感Xeq、线路配置的无功设备容量Qx等参数，计算需在特高压变电站投入的无功补偿设备容量，计算方法如下：
(1)当Qx>U2Beq时，采用过补偿方式投入全部无功补偿设备，此时线路首端电压最高，末端电压最低，假设区外电源即首端电压为U0，系统运行电压为UN，则线路末端的电压U≈U0-(2Qx-UN 2Beq)Xeq/2U0；
(2)当Qx≈U2Beq时，为避免无功补偿设备和线路分布电容产生谐振，采取欠补偿的方式投入容量为Qx1的无功补偿设备，其中Qx1<Qx，线路沿线电压最高值Umax≈U0+Xeq(1-Qx1/UN 2Beq)(UN 2Beq-Qx1)/2U0；此时特高压交流线路末端的电压Uend≈Umax-Xeq(Qx1/UN 2Beq)(UN 2Beq-Qx1)/2U0；
(3)当Qx<U2Beq时，应投入全部无功补偿设备；线路沿线电压最高值Umax≈U0+Xeq(1-Qx/UN 2Beq)(UN 2Beq-Qx)/2U0。
3.如权利要求1所述的一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法，其特征在于：在步骤1中，考虑电网全黑情况下，特高压交流线路等同于末端甩负荷，由于特高压交流线路具有较高的等效电容，其末端电压将会剧烈升高，采用过补偿以防止交流特高压线路沿线电压过高，具体投入的无功补偿设备容量应根据实际装设情况计算，若无功补偿设备的容量不足，则应保证线路沿线电压最高值不超过系统最高运行电压1100kV，否则不应采用特高压交流线路进行黑启动。
4.如权利要求1所述的一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法，其特征在于：在步骤2中，若无功补偿设备的容量不足，则应保证线路沿线电压最高值不超过系统最高运行电压550kV，同时校验工频过电压不超过1.3/1.4p.u.(线路/母线侧)和操作过电压不超过2.0p.u.。
5.如权利要求1所述的一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法，其特征在于：在步骤4中，对待启动电厂的升压主变压器进行充电时，应考虑空载变压器投入时会因铁心饱和而产生的励磁涌流；同时还需考虑当系统阻抗和线路电容参数构成并联谐振条件时引起的谐振过电压；采取同期装置进行合闸以保证励磁涌流小于变压器额定电流的5倍，变压器空充时工频过电压不应超过1.4p.u，操作过电压不应超过2.0p.u.，不应发生谐振过电压。
6.如权利要求1所述的一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法，其特征在于：在步骤5中，对待启动电厂厂用负荷进行恢复时，采用欠补偿的方式控制母线电压不低于0.9p.u.，以防止厂用电母线电压跌落导致厂用电动机启动失败。
7.如权利要求6所述的一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法，其特征在于：在步骤5中，在恢复厂用负荷时调整此时已投入的无功补偿，以保证电动机负荷投入时母线电压在0.9～1.1p.u.之间，同时校验频率在49.5～50.5HZ之间。
8.如权利要求7所述的一种通过特高压交流电站利用区外电源进行黑启动的方法，其特征在于：在步骤5中，若发生电压低于09p.u.的情形，考虑在满足过电压不超标的情况下，退出部分无功补偿设备抬高系统电压直至电压满足要求。
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