最近和几位朋友闲聊，大伙儿都提到新能源发电商有意提供黑启动服务，正在推动相关的可行性预研。当时一听，感觉还挺新鲜；后来想想，倒也是历史的必然。所以问题来了：新能源作为黑启动电源靠谱吗？我虽然对黑启动本身没有专门深入的研究，但因为做过一些黑启动方面的工作，又道听途说了一些信息，所以的确也有些个人的看法，在此和大家分享一下，抛砖引玉，欢迎评论。

什么是“黑启动”？

虽说我们学习过电力系统的人都明白黑启动的机理和意义，但是只有当我实际从事了黑启动相关工作以后，才对它有了比较客观地认识。从中得到最大的体会就是：如果说“黑启动”在书本上是理想状况下的最优化问题的话，那么在实际系统运行和规划当中，它就会变成在各种硬性约束条件下的可行性问题。

首先：黑启动的首要任务是什么？

很多情况下，恢复主干网和主力电厂并非黑启动的首要任务。如果区域内有核电的话，那么首要任务是打通一条稳定的输电通道，在大停电后的最短时间内，恢复对核电站厂用电的供给。这一点至关重要，因为它涉及到人民的生命安全，否则一旦核电厂反应堆失控，将会带来灾难性的后果。当然，第四代核电也许有更多更安全的被动应急措施；但是目前有核电站的区域，黑启动的首要任务仍然是给核电站供电。这时恢复主干网架就只能算是次要、或者说是顺带的任务了。由于美国核电比较普遍，所以这一策略我猜应该算是主流（没有实际调查）。未来由于再电气化导致的电力需求加倍以及新能源供给量的局限，恐怕核电仍会是一大发电主力。

(注：打通核电厂线路并不意味着核电厂会成为黑启动过程的一部分，事实上核电厂通常会等到电网恢复或至少稳定以后才并网运行。)

当然，如果区域内并无核电，那么恢复主干网架和主力电厂就当仁不让了。然而即使如此，先启动哪几个电厂，先恢复那几条线路，很多时候也都有其他考虑或约束，而并不完全是个数学问题。这也是很多黑启动规划软件在现实中常常被降格使用，当作校验软件的一个原因：因为很多因素都不便计入模型中。或者说考虑了各种硬性约束以后，可选方案非常有限；即使把这些约束条件计入模型，也不会得出更好或更多的策略。

黑启动的最主要挑战有哪些？

理想情况下，水电自然是最适合做黑启动电源。然而现实情况是：一，区域内不一定有合适的水电；二，水电厂不一定离核电厂（或首批恢复线路和电厂）近；三，燃气电厂由于厂用电负荷相对较小且启动速度快，只要有准备，完全可以黑启动。所以电源目前并不是最大的问题。

黑启动最大的挑战还是稳定性，而且还不（只）是机电暂态稳定性，更多的是电磁暂态稳定性，以及避免发生连锁故障的安全性问题。因为电能时产时消，而大停电以后网上没有负荷，所以每激活一条线路都会产生很大的瞬时过电压。同时轻负荷还会导致主干电网稳态过电压问题突出，而大多数时候电网并没有太多电抗器可用。投入负荷能够消解以上问题并稳定电网，所以黑启动时有“负荷供给发电”（与平时反过来了）一说。

但投负荷也没那么简单。在缓解线路的稳态过电压之前，还要过旋转负荷的冷启动效应这一关。这其中每一步都要经过事先的仿真校验，确保没有问题。即使这样，现场操作的时候，仍然会出现一个合闸就前功尽弃、推倒重来的可能。

黑启动需要多长时间？

黑启动通常是按照控制区域划分，每个区域设立黑启动电厂，届时区域控制中心各自按照事先计划执行预设程序。待到需要互联时，再把各区域连接起来。视系统大小，这个过程通常需要几个小时不等。然而由于以上所述不确定性，一旦某区域电网再次崩溃，就不得不推倒重来，所以时间很可能会加倍。如果电厂没有做好一天的准备，恐怕难以胜任。

跑个题——这里不得不多说一句，目前黑启动过程还大量依赖事前规划和离线仿真，而缺乏实时操作的安全稳定性校验。于是一旦预案无法实施，或者网络状态与预案有出入，就需要运行人员根据经验给出解决方案。这既是现实中屡次发生黑启动失败的重要原因，也是未来提高黑启动成功率的关键。事实上比起实时暂态仿真需要运算成百上千的故障相比，黑启动过程中的操作非常有限；所以只要建立一套实时跟踪电网状态的仿真系统，就可以进行下一步操作的安全稳定性校验，为运行人员提供实时决策支持。好，言归正传。

新能源为什么想要做黑启动“生意”？

没错，对于大多数新能源来讲，黑启动就是一门生意。既然已经投资了设备，何不多参加点儿项目，“一鱼多吃”呢？这里不得不说，黑启动既是一门生意，更是一份责任—— 需要随时待命，时刻响应。因为需要额外的投入，而且经济补偿也很有限，一般发电厂其实并不热衷于申请作为黑启动电厂。

另外如果要加入黑启动市场，新能源还有很多技术障碍需要突破才能达标，这是一般人们听到会感到诧异的原因，但这也许恰恰是新能源用业务倒逼技术革新的尝试吧。

新能源堪此重任吗？

新能源因为一次能源间歇性的特点，其实从本质上说并不具备提供目前“黑启动”的需求。毕竟我们不能说这个风电场70%的时间有风，所以我们付它七成的黑启动维护/保障费用；另外30%的时间，核电厂和它周边的民众就把省下的钱拿去烧烧香，拜拜观音，买点儿防辐射服吧。当然，如果和储能组成混合电厂，也许可行性会更大一些。

另外在其他电厂上网以前，黑启动电厂需要孤岛运行一段时间，期间的电能质量虽然会有妥协，但是也必须要有基本的保证。而且在这个过程中，每一次投切都是一次考验；即使是同步机上网以后，因为网架脆弱，如果新能源一个趔趄就把好不容易恢复的电网一同拽倒，那也得不偿失。

最后，新能源由于自然资源和人口分布所限，大多处在电网边缘，本来网络连接强度就不高；要在大停电以后打通一条稳定的输电走廊，实属极限操作。话说这平时有同步机看着场子呢，一有风吹草动的，新能源就润了；要是让新能源自己看场子，还真有点儿让人放心不下。

难道就没得商量吗？

鉴于目前黑启动过程所受的各种硬性约束，外加新能源本身不成熟的控制设计，当下新能源的确难以入围黑启动名单。事实上，只要讲明需求和回报，发电商自己就会敬而远之。

可是未来就很难说了。随着新能源控制机理的成熟，以及未来源、网、荷结构的变化，新能源很有可能在未来重新定义下的“黑启动”里找到自己的用武之地。

例如：未来也许微网遍地，而微网内并无重要负荷，那么在大电网恢复以前，微网需要的仅仅就是（电）能量。这时如果周边有新能源的话，完全可以接入微网提供临时服务，缓解居民生活由于停电造成的不便。当然，这也需要事先进行大量预研和仿真校验，以确保雪中送炭不会变成送一氧化碳。

事实上在未来，新能源很有可能会成为发电主力，承担起这项任务也是义不容辞。所以，研究未来新能源的黑启动应用以及所需技术，还需在未来的场景和假设下进行讨论，而不宜穿越回现在来设定技术标准。一个例子是，目前黑启动方案仍然是一个区域先启动一台电源，然后辐射出去。未来新能源和分布式电源遍地，如何多电源同时启动，相互协调，就是一个很好的学术和实践问题。

总结

打个不恰当的比喻，新能源现在就像是一个有事儿就喊妈的小孩儿，你说家里现在出了大事儿，要让ta撑门面，那不现实。但是小孩儿整天喊着长大以后要干这干那的，那也正常，而且未来ta必定会成就一番事业。

问题是现在我们能做点儿什么呢？

这就跟教育一样。未来的就业前景完全不可预料，谁知道大数据和AI会让哪些工作彻底消失，人们的生活方式又会发生哪些变化。如果硬要赌现在所判定的未来的发展趋势，那也行，只要愿赌服输。但我们完全没有必要把教育搞成赌博嘛，事实上孩子只需要发展出自己独立的人格、与他人相处的能力，构建一套基本的知识体系，以及应对未来变化的柔韧度即可。新能源也是如此，先把基本功打扎实了，少谈收益，多谈义务，慢慢地自然会承担起更多的责任。

新能源，看好你哦，加油！

原标题：新能源作为黑启动电源靠谱吗？