一、成果简介 向家坝水电站有世界已投运行的第二大单机容量水轮发电机组，是金沙江下游河段规划的最末一个梯级，是 “西电东送”的骨干项目，电站承担发电、防洪、航运、灌溉等多种社会职责，电站黑启动技术的应用对于维护电力系统稳定，保证枢纽安全和下游两岸城市正常生活具有重要意义。 本项目对向家坝水电站800MW水轮发电机组机组进行黑启动研究，分析了黑启动电源、计算机监控系统、调速系统、巨型水轮-发电机组带小负荷稳定运行等多项专题。采用“动力型EPS+蓄电池”方式一键A类黑启动路线，主要采用电力电子逆变技术，将蓄电池直流电源逆变为交流，为巨型水轮-发电机机组自用电母线提供备用动力电源，再依靠计算机监控系统逻辑流程，顺次启动与机组运行相关的自动化及辅助设备，控制机组从全厂停电后的停机态运行至发电态，恢复厂用电，完成黑启动。试验表明，“动力型EPS+蓄电池”方式一键A类黑启动研究方案可行且正确，机组黑启动用时4分28秒，在国内外水电站黑启动机组中单机容量最大，为巨型机组黑启动最短用时。 二、主要性能指标 黑启动机组：混流式水轮发电机组 黑启动机组容量： 800MW 黑启动用时：4分28秒 黑启动方式：A类，“动力型EPS+蓄电池” 黑启动电源：400kVA动力型EPS，2组215Ah 12V铅酸阀控蓄电池并联，每组40只电池 三、项目先进性及创新性 （1）首次将“动力型EPS+蓄电池”作为巨型水电站水轮发电机组黑启动电源； （2）本项目首次提出巨型水轮发电机组A类黑启动成套技术，包括：黑启动电源、一键黑启动监控流程、厂用电系统、辅机及机组自动化可行性分析、巨型机组小负荷运行稳定性分析、巨型机组小负荷运行调速性能分析、继电保护及水机保护可靠性分析，并最终顺利实现巨型机组的一键A类黑启动； （3）本项目是目前世界巨型水轮发电机组最短的黑启动时间，用时仅为4分28秒。 （4）本项目是目前国内巨型水轮发电机组A类黑启动改造中，对现有系统影响最小、设备改造最少的技术方案； （5）本项目首次提出了基于“阶梯计算法”与数值拟合的蓄电池大功率放电容量的计算方法，可准确计算蓄电池大功率发电容量。 四、项目意义及推广前景 该研究成果有效提高了水电站对大停电事故的快速响应能力，减少大停电所造成的社会影响；同时作为我国首项巨型水轮发电机组的A类黑启动科研专题，其研究、设计和实施的过程与结论均可为国内巨型水轮发电机组的黑启动方案提供新的解决思路和参考借鉴，并为大中型水电站完善自身供电稳定、提高水电站在“十四五”碳达峰和碳中和背景下的辅助服务能力，提供一定的建设指导意义。 本项目作为我国首项巨型水轮发电机组的A类黑启动科研专题，其研究、设计和实施的过程与结论均可为国内巨型水轮发电机组的黑启动方案提供新的解决思路和参考借鉴，可在水电工程水力发电领域进行推广和应用，实施条件可不限于巨型机组。