假如有一天，整个城市突然陷入黑暗。谁能最快为我们点亮灯火？这听起来像是科幻电影的开场，但这确实是电力工作者们，持续攻坚的现实课题。
近日，在山东烟台全国首次“构网型储能-光伏-火电”联合黑启动试验获得成功，为大电网安全可靠恢复，提供了全新方案。
什么是黑启动？
假如把电力系统比作人体，那么突发停电就像“休克”。黑启动是电力系统大面积停电后，在无外接电源支持的情况下，通过具备自启动能力的发电机组恢复负荷供电的过程，就像人体恢复“心跳”，实现自我复苏的一套急救方案。
通俗地说，黑启动就是在“漆黑中找火种点灯”。当没有供电时，我们需要先靠某些能自启动的电厂、电站点亮第一盏灯，再一步步恢复整个电力系统。
黑启动有多重要？
现代电网是一个庞大且复杂的电力系统，靠成千上万台发电机组并网运行，并保持电压、频率等稳定。一旦系统遭遇极端扰动导致故障，无法依靠常规方式恢复运行，黑启动就成为整个系统重启的唯一手段。
今年4月，以光伏、风电为主的西班牙、葡萄牙电网，因系统电压控制不当触发链式保护动作，新能源大规模脱网，导致电网崩溃和大面积停电。西班牙、葡萄牙电网由于缺乏高效灵活的黑启动电源和通道，多个城市长时间陷入无电状态，大量交通、通信、医疗等重要系统用电受到影响。这次事故也给我们敲响了警钟。
截至8月底，我国风电、光伏发电装机容量已达17亿千瓦。用能越来越清洁的同时，电力系统安全稳定运行也面临新的挑战。如何提升新能源高占比地区电网的应急恢复能力，是我国新型电力系统建设的研究重点。
此外，大风、寒潮、高温等极端天气频发也对电网安全运行产生威胁。今年迎峰度夏期间，全国用电负荷4次刷新纪录，在国家电网经营区，6个区域电网负荷同步创新高。我国能源保障既要通过“顶住峰、兜住底”的日常考验，也要为极端情况做好万全准备。确保极端情况下电网具备快速黑启动的能力，是构建新型能源体系的关键一环。
电网黑启动需要具备哪些条件？
事实上，实现黑启动是有条件的。电网“起死回生”的第一粒“火种”至少需要具备这些关键条件：
具备电源自启能力
首先启动的是那些能够独立运行并且无需从电网获取电力的发电设备，通常被称为“黑启动电源”，可以在电网停电的情况下独立运行，并且可以为电网提供初级的电力输出，以使其他设备也能开始运行。
常见的黑启动电源有水电站、抽水蓄能电站、配备黑启动柴油机的火电机组、具备储能系统的小型燃气电厂、具备控制能力的储能系统等。
能提供电压和频率支撑
电压和频率之于电网，就像血压和脉搏之于人体，是电网安全稳定运行的基础。黑启动电源不仅要有自启能力，还要具备稳定输出电压和频率的能力，为后续机组同步运行提供基础条件。这就像给人体做“心肺复苏”，在各个器官恢复功能的过程中稳住“血压”和“脉搏”。
具备“孤岛”运行能力
黑启动电源如同“星星之火”，自启动并成功带动第一批负荷后，就形成了一个局部的独立电网（孤网）。在主电网恢复前，确保这个独立电网能安全稳定运行，就是我们常说的“孤岛模式”。
可快速“燎原”并带动其他机组
当第一盏灯被点亮、第一处电源黑启动之后，这宝贵的“星星之火”需要承担起“星火燎原”的使命。以这个初始“孤岛”为基点，逐步启动周边的电厂，并将它们一个个精准地接入正在恢复的电网中，不断扩大光明区域，直至主网全面恢复。
四
“储-光-火”联合黑启动有何特别？
9月10日，山东完成全国首次“储-光-火”联合黑启动试验，首次以构网型储能为电网“起搏器”，同时激活光伏、火电等多种电源，实现了电网从“休克”到“复苏”。
这次黑启动试验有两大看点：
电网“起搏器”完成升级改造
以往黑启动试验多以抽水蓄能电站为黑启动电源，这类电站建设周期长，还得选择有山有水有高度差的地方，存在选址要求高、站点数量较少等问题。构网型储能则具备灵活部署、快速响应等优势，成为黑启动电源里的“黑马”。禄山龙源220千伏储能电站，作为山东省首座构网型储能电站，成为了本次黑启动试验的“火种”。
什么是构网型储能？
传统储能均为跟网型控制，顾名思义需要“跟着电网”才能运转。它本质上是一个电流源，需要“跟随”外部电网提供的稳定电压和频率信号才能运行。当电网发生故障时，跟网型储能就会因参考信号不稳而变得“迷茫”，因此不能作为黑启动电源。
构网型储能，在电网中扮演“领导者”的角色。它通过构网型控制技术模拟出与同步发电机类似的外部特性，能够自主建立和维持电网的电压和频率。它不仅能够自己启动，还能“拉动”光伏、火电等不同种类电源。
光伏、火电等多种电源共同参与
随着新型电力系统建设不断推进，新能源目前已成为网内装机规模占比最大的电源类型。新能源作为电网黑启动与系统恢复中的关键力量，是未来电网发展的必然趋势。
在本次山东黑启动试验中，阜山龙源光伏电站成功实现了功率支撑与部分负荷恢复。该结果有力验证了光伏电站在黑启动过程中的可行性，为未来利用新能源加速电网恢复提供了关键的实践依据。
这场跨越70余千米的试验，覆盖了1座500千伏变电站、3座220千伏场站和4条220千伏线路。从构网型储能自启动，到光伏电站成功启动并发电，再到火电机组汽轮机转动升压，全程平稳有序。
本次“储-光-火”联合黑启动试验的成功，全面验证了构网型储能作为黑启动电源，远距离“牵”起多类型电源的稳定性和可靠性，不仅丰富了黑启动电源类型，也为构网型储能深度参与电网运行提供了示范样板。
未来，构网型储能还可以和抽水蓄能“组队”，持续优化多电源黑启动方案，让电网适应性更好、恢复能力更强，从容应对各种极端情况。
供稿丨毕建伟 王斌 杨斌
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