近年來，世界范圍內(nèi)大停電事故頻發(fā)，如2003年美加8.14大停電、2005年9月我國海南電網(wǎng)大停電、2006年11月歐洲大停電等事故，充分表明大停電是現(xiàn)代電力系統(tǒng)需要面對的嚴重威脅，電力系統(tǒng)大停電后的黑啟動恢復(fù)問題是系統(tǒng)安全防御的重要課題。研究系統(tǒng)大停電后的恢復(fù)控制技術(shù)，對減少事故帶來的經(jīng)濟損失和社會動蕩具有極其重要的意義，而科學(xué)合理的黑啟動方案是實現(xiàn)系統(tǒng)全停后快速恢復(fù)的重要保證。華北電力大學(xué)聯(lián)合河北電力調(diào)度通信中心對大停電后的黑啟動恢復(fù)控制策略進行了深入的研究，在國內(nèi)外首次提出了一個黑啟動電源同時啟動多個被啟動電廠的擴展黑啟動方法，為黑啟動恢復(fù)問題提供了一種新的研究思路，對大停電后的電力系統(tǒng)恢復(fù)控制技術(shù)的研究和應(yīng)用具有重要的參考價值。該成果以論文《電力系統(tǒng)擴展黑啟動方案的研究》的形式在《中國電機工程學(xué)報》（Proceedings of the CSEE）2011年10月第31卷28期刊出，該研究內(nèi)容來源于國家自然科學(xué)基金項目 “用于大停電后電力系統(tǒng)恢復(fù)的網(wǎng)架重構(gòu)方案運行可靠性評估方法研究”（項目編號：51077052）和河北省自然科學(xué)基金項目“電力系統(tǒng)黑啟動恢復(fù)中機組恢復(fù)的分層協(xié)調(diào)優(yōu)化研究”（項目編號：E2011502025）。

電力系統(tǒng)黑啟動是指電力系統(tǒng)因事故發(fā)生大面積停電后，不依賴于外部系統(tǒng)的幫助，通過系統(tǒng)中具有自啟動能力機組的啟動，帶動無自啟動能力的機組逐漸擴大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的恢復(fù)。依據(jù)系統(tǒng)在恢復(fù)過程不同時期的特點，通常將系統(tǒng)恢復(fù)過程分為黑啟動、網(wǎng)架重構(gòu)和負荷全面恢復(fù)3個階段，其中，黑啟動階段是整個恢復(fù)過程的基礎(chǔ)和前提，黑啟動方案的優(yōu)劣決定后續(xù)恢復(fù)的進程與整個恢復(fù)過程的效果。

目前，國內(nèi)外對黑啟動進行了大量卓有成效的研究，但普遍的做法都是以1臺黑啟動機組（抽水蓄能機組、燃氣輪機組等）啟動1臺被啟動機組（通常為大型火電機組）作為啟動方案，直到被啟動機組成功啟動并與黑啟動機組并列形成一個小系統(tǒng)后，才開始啟動其他機組進入網(wǎng)架重構(gòu)恢復(fù)過程。在這種黑啟動方案中，黑啟動執(zhí)行過程中除1臺被啟動機組外的其他機組都處于恢復(fù)等待的狀態(tài)，由于黑啟動階段需耗費較長時間（從幾十分鐘到幾個小時），所以浪費了其他機組寶貴的熱啟動時間，可能在后續(xù)網(wǎng)架重構(gòu)時使某些機組錯過最佳的熱啟動時限，延誤系統(tǒng)恢復(fù)進程，影響系統(tǒng)的恢復(fù)效果。

華北電力大學(xué)在電力系統(tǒng)黑啟動恢復(fù)方面具有良好的研究基礎(chǔ)，該文作者帶領(lǐng)的課題組近年來對電力系統(tǒng)黑啟動恢復(fù)及其決策支持技術(shù)進行了大量研究，完成多項相關(guān)科研項目，在黑啟動恢復(fù)控制方面取得了一系列研究成果，積累了豐富的研究基礎(chǔ)和經(jīng)驗。該文是目前課題組工作的延續(xù)和深入，首先，鑒于目前有些系統(tǒng)的黑啟動電源有較大容量及較好的運行調(diào)節(jié)性能的實際情況，提出了擴展黑啟動的基本思路，即用1個黑啟動電廠，采用零起升壓或降低電壓充電的方式，同時對多個被啟動電廠的恢復(fù)路徑進行充電并為被啟動電廠提供廠用電源，實現(xiàn)多個被啟動電廠首臺機組的快速啟動。隨后，以擴展黑啟動方案所形成的小系統(tǒng)在優(yōu)化時間段內(nèi)提供的發(fā)電量加權(quán)和最大為優(yōu)化目標，綜合考慮無功功率、啟動功率、自勵磁及機組啟動時間等約束，建立了擴展黑啟動方案的優(yōu)化模型；最后，結(jié)合最短路徑算法及回溯算法對擴展黑啟動方案進行了優(yōu)化。

該文提出的擴展黑啟動方法，有多臺機組可以在黑啟動階段得到恢復(fù)，并且形成局部小系統(tǒng)后能為后續(xù)恢復(fù)提供更大的功率支持，有利于網(wǎng)架重構(gòu)的快速進行，加快整個系統(tǒng)的恢復(fù)進程，顯著減少了大停電帶來的經(jīng)濟和社會損失。該文的研究成果是原創(chuàng)性的，在國內(nèi)外尚未見到其他研究報道，是大停電后電力系統(tǒng)恢復(fù)研究的一個新探索，所獲得的研究成果將對各級電力系統(tǒng)的黑啟動具有普遍的指導(dǎo)意義，對提高我國電力系統(tǒng)黑啟動恢復(fù)技術(shù)的研究和應(yīng)用水平具有重要意義。