بلک استارت

بلک استارت عبارت است از پروسه ای که در طی آن یک نیروگاه بدون تکیه بر یک منبع انرژی خارجی راه اندازی می شود.

معمولا، برق مورد نیاز یک نیروگاه توسط ژنراتورهای خود آن نیروگاه تأمین می گردد. اگر تمام ژنراتورهای اصلی یک نیروگاه از سرویس خارج شوند، برق مورد نیاز آن باید توسط خطوط انتقال متصل شده به نیروگاه تأمین شود. به هرحال، در طی یک قطعی برق سراسری، منبع برق خارجی برای راه اندازی نیروگاه در دسترس نخواهد بود. در نبود برق شبکه، برای راه اندازی مجدد نیروگاه نیاز به توانایی بلک استارت است.

برای رسیدن به بلک استارت، بعضی از نیروگاه ها دارای ژنراتورهای دیزل کوچکی ( به قدرت چند مگاوات) هستند که می توانند ژنراتورهای بزرگتر را با استفاده از برق آنها راه اندازی کنند. تولید نیرو توسط توربینهای بخار بزرگ نیاز به 10 درصد توان خروجی این توربینها برای راه اندازی بویلرها، بادبزنها و سیستمهای سوخترسانی دارد. از آنجا که تهیه چنین توان بزرگی به صورت آماده بکار اقتصادی نیست توان لازم برای راه اندازی آنها باید توسط خطوط انتقال و از نیروگاه های دیگر تأمین شود. اغلب از نیروگاه های آبی به عنوان منبع توان خارجی برای راه اندازی نیروگاههای دیگر استفاده می شود. یک نیروگاه هیدروالکتریک برای راه اندازی به توان اندکی (برای باز کردن دریچه های آب سد و تغذیه اکسایتر توربینها) نیاز دارد و در عوض می تواند توان زیادی را به شبکه تزریق نماید که برای راه اندازی نیروگاه های بزرگ فسیلی یا هسته ای بکارگرفته شود. استفاده از توربینهای گازی راه دیگری برای تزریق برق به شبکه پس از قطعی های گسترده می باشد.

مراحل یک بلک استارت

مراحل یک راه اندازی نوعی به صورت بلک استارت به صورت زیر است.

1.    از یک باتری برای روشن کردن یک دیزل ژنراتور کوچک در نیروگاه آبی استفاده می شود.

2.    خروجی دیزل ژنراتور برای راه اندازی نیروگاه آبی بکار برده می شود.

3.    توان الکتریکی خروجی نیروگاه آبی به شبکه تزریق می شود.

4.  توان الکتریکی نیروگاه آبی برای راه اندازی یکی از نیروگاه های فسیلی بار پایه بکاربرده می شود.

5.  توان الکتریکی تولید شده توسط نیروگاه فسیلی برای راه اندازی دیگر نیروگاه های متصل به شبکه استفاده می شود.

توان تولید شده نهایتا به شبکه سراسری تزریق شده و به مصرف کنندگان خواهد رسید. اغلب اوقات این مراحل به ترتیب انجام می شوند چرا که راه اندازی تمام نیروگاه ها در یک زمان امکان پذیر نیست. به ویژه، پس از یک قطع برق طولانی مدت در تابستان، تمام ساختمان ها گرم شده اند و اگر برق تمام مصرف کنندگان با هم وصل شود توان مصرف شده توسط دستگاه های تهویه از توانی که شبکه می تواند تحویل دهد بسیار بیشتر می شود. در فصول سرد سال نیز همین اتفاق به دلیل روشن کردن دستگاه های گرما زا خواهد افتاد.

در یک شبکه بزرگتر، بلک استارت اغلب با راه اندازی چند "جزیره" تولید (که هر یک شبکه ای محلی را تغذیه می کنند) صورت می گیرد و سپس این جزایر با همدیگر سنکرون شده و تمام آنها به صورت یک شبکه سراسری در خواهند آمد. نیروگاه های این شبکه باید قادر باشند تغییرات توان در لحظه سنکرون شدن با دیگر اجزای شبکه را تحمل کنند.

محدودیتهای بلک استارت

تمام نیروگاه ها برای استفاده در بلک استارت مناسب نمی باشند. توربینهای بادی برای این منظور بدترین هستند چرا که ممکن است در لحظه ی راه اندازی بادی وجود نداشته باشد. توربینهای بادی و توربینهای آبی کوچک اغلب به ژنراتورهای آسنکرون متصل هستند که توانایی تولید انرژی الکتریکی برای برق دار شدن شبکه را ندارند. واحدهای بلک استارت همچنین باید هنگامی که به بارهای رآکتیو بزرگ خطوط انتقال متصل می شوند پایدار بمانند. بسیاری از کنورترهای HVDC نمی توانند به یک شبکه قطع شده برق رسانی کنند چرا که خود برای کموتاسیون نیاز به توان الکتریکی دارند. این امر برای ایستگاه های HVDC بر پایه ی VSC[1] صادق نیست.

رضاکیانی موحد

---

[1] voltage-source converter