摘要：黑启动是微电网系统的关键技术之一，针对现有黑启动方案对细节问题研究不深，缺乏突发状况的应对能力，易进入程序死循环情况，分析不同工况优化黑启动序列。

    微电网是由分布式发电单元（DG）、储能单元、能量转换装置、负荷与监控和保护装置组合而成，具有自我控制、自我保护和自我管理能力的小型自治发配电系统。黑启动是指整个微电网或系统因故停运后，不依靠其它网络的帮助，通过启动系统中具有自启动能力的机组带动无自启动能力的机组，逐步扩大恢复范围，最终实现整个网络的恢复。由于DG的特殊性质，其过载能力、故障穿越能力和发电容量均远小于传统电源，电力电子接口设备的使用也增加了微电网黑启动的复杂性，因此微电网黑启动的具体策略跟传统电网大不相同。

    1 黑启动方案中的关键问题
    1.1微电网系统状态判断
    微电网应用中若检测到微电网断电，则应及时运行黑启动程序恢复供电。判断微电网已处于断电状态是首要环节，其基本检测原则是微电网处于运行状态但微电网母线电压为零。实际操作时，为避免传感器检测误差，将判断条件扩大为微电网母线电压小于10kV。
    1.2系统初始化
    微电网系统停运后，为避免黑启动过程中可能的安全事故，应将整个系统初始化。系统初始化内容包括：断开公共藕合点处断路器，防止微源启动时模式判断错误导致未同步并网，造成电流冲击；切除全部负荷，防止因负荷过大，启动过程中微源容量不足而造成启动失败；全部微源关机并清除故障信息，准备按序列依次启动。
    1.3黑启动微源的选取
    微电网通常由多种微源混合供电，按是否有自启动能力，将微源分为具有自启动能力的微源和无自启动能力的微源。其中，具有自启动能力的微源包括储能电池、燃料电池、柴油发电机、微型燃气轮机、飞轮、超级电容、小水电；无自启动能力的微源主要为各种可再生发电单元，如风电和光伏。
    黑启动微源应具备自启动能力，同时应考虑其它依据作为选择条件，如机组负荷、调频调压能力、动态响应速度。微电网目前常用储能电池作为主要储能单元，柴油发电机作为主要后备，部分示范工程具有微型燃气轮机满足热电联产要求。由于储能电池通过逆变器接口接入微电网，其动态响应速度快，调频调压性能好，因此在其容量满足负荷要求的情况下，通常被选作黑启动微源。系统中存在多组储能电池时，选择剩余容量（SOC）最高的单元作为黑启动微源。储能电池容量无法满足重要负荷要求时，启动柴油发电机作为黑启动微源。
    1.4负荷接入
    电力系统按重要程度对负荷进行分类，一类、二类负荷应在黑启动过程中首先接入系统，在稳定运行后再逐步恢复对三类负荷的供电。若储能单元的剩余容量较少，则只接入部分三类负荷以保证重要负荷的供给。
    1.5黑启动过程中的可能问题
    选定黑启动微源后，生成黑启动序列依次启动各单元，恢复微电网供电。但是，启动过程中可能存在各种状况，在无人值守情况下需优化程序对其进行处理。
    （1）启动过程中某台设备接入后造成系统故障停机：微电网因故障忽然断电可能会损坏某设备，若不对设备进行检修直接清除故障后重新接入微电网，则在运行时可能会对系统产生冲击；而微电网离网运行时，缺乏大电网支撑，惯性小，对冲击敏感，可能会再度断电。若不对此进行处理，则会造成黑启动一系统断电一黑启动的反复，进入程序死循环。因此，当某台设备接入引起系统故障时，应将其从黑启动序列中移除。
    （2）离网黑启动过程中电网恢复供电：通常，微电网断电故障是大电网突然断电造成非计划孤岛切换失败。若电网立即恢复供电，则可直接按并网条件黑启动，否则按离网条件黑启动。由于微电网监控系统实时监测系统状态，因此存在离网黑启动过程中电网恢复供电的可能性。此时，若离网黑启动程序与离网切并网程序同时运行，则可能造成严重的系统震荡，因此需保证在离网黑启动程序完成后，再进行并离网模式的切换。

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