中國儲能網訊：同濟大學電氣工程系的研究人員牟龍華、夏明棟、劉仲，在2014年第22期《電力系統(tǒng)保護與控制》雜志上撰文，為了提高微電網供電可靠性，提出一種針對全黑的孤立微電網的黑啟動方案。結合微源特性及其控制方式，對微源的黑啟動能力進行比較，確定了黑啟動微源的選取原則，給出了黑啟動過程中有黑啟動能力和無黑啟動能力微源的控制方式要求。分析了微電網黑啟動的并行/串行網架恢復策略，指出應采用啟動速度更快的并行恢復策略，并制定了詳細的黑啟動操作流程。利用Matlab/Simulink建立各微源控制模型以及微電網仿真模型，仿真結果驗證了微電網黑啟動方案及其操作流程的可行性。
近年來，分布式發(fā)電技術以其能源利用率高、污染小、可靠性高等特點受到了廣泛關注，其中分布式發(fā)電技術可充分利用多種可再生能源，為人類解決日益嚴重的能源和環(huán)境危機帶來新的方向[1]。
隨著分布式發(fā)電技術的發(fā)展，多種分布式電源、儲能裝置、負荷及控制裝置組合成獨立的供電系統(tǒng)，以微網的形式接入大電網，利用控制的靈活性可實現(xiàn)其對大電網供電能力和電能質量的支撐作用[2]。
為提高供電可靠性，當主電網發(fā)生意外故障或運行維護時，微網可運行于孤立運行狀態(tài)，從而實現(xiàn)對局部電網的穩(wěn)定供電[3-4]。考慮到微網系統(tǒng)孤立運行時，可能由于某些故障而導致系統(tǒng)失電，為進一步提高系統(tǒng)的供電可靠性，微網系統(tǒng)應具有孤立運行狀態(tài)下的黑啟動功能[5]。
所謂微網黑啟動(Black Start)，指在整個微網因外部或內部故障停運進入全黑狀態(tài)后，不依靠大電網或其他微網的幫助，僅通過啟動微網內部具有黑啟動能力的微源，進而帶動微網內無黑啟動能力的微源，逐步擴大系統(tǒng)的恢復范圍，最終實現(xiàn)整個微網的重新啟動。
對于電力系統(tǒng)的黑啟動問題，目前國內外已有多篇論文對其加以介紹[6-8]，但這些研究成果大多針對傳統(tǒng)電網黑啟動，而很少涉及微網系統(tǒng)黑啟動。
傳統(tǒng)黑啟動方案主要針對大型電網，與之相比，微網系統(tǒng)多集中在中/低壓配電網，其內部包含大量逆變器型電源，這些電力電子裝置控制靈活、響應速度快，但過載能力、故障穿越能力和單機發(fā)電容量均遠小于傳統(tǒng)旋轉機械類電源[9]，因此，微網系統(tǒng)很難直接沿用傳統(tǒng)電網的黑啟動方案[10]。
鑒于用戶對于分布式能源可靠性要求的不斷提高，微網系統(tǒng)黑啟動研究是推進微網系統(tǒng)應用亟需解決的問題。
為提高微電網黑啟動可靠性，本文對黑啟動中的微源種類、控制方式、黑啟動網架恢復策略以及黑啟動操作步驟進行了研究。參照已經搭建的微網實驗平臺，在 Matlab/Simulink平臺搭建了由柴油發(fā)電機、光伏和蓄電池組成的低壓微網仿真模型，驗證了所提出的黑啟動策略有效性和可行性。
總結
本文從微源控制方式和黑啟動恢復策略出發(fā)，研究并分析了微源的黑啟動能力、控制方式以及并行恢復和串行恢復的優(yōu)缺點。最終選用了啟動速度更快的并行恢復策略進行微網黑啟動，并制定了微網黑啟動流程。仿真實驗驗證了本文所論述的微源黑啟動操作的可行性。下一步將在實驗平臺上繼續(xù)進行微網黑啟動研究，為微網的穩(wěn)定快速恢復提供理論依據(jù)。
