韓平平，王 歡，王 希，陸中來，汪宗強(qiáng)

（1.新能源利用與節(jié)能安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 合肥工業(yè)大學(xué)，合肥 230009；2.合肥綜合性國家科學(xué)中心能源研究院，合肥 230051）

0 引言

地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動了電力負(fù)荷的增長，促使電網(wǎng)規(guī)模逐漸增大，但局部系統(tǒng)故障可能會導(dǎo)致大范圍停電事故，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰[1-3]，因此需要設(shè)計(jì)有效的黑啟動方案，以便在大停電事故后迅速對負(fù)荷恢復(fù)供電[4]。與此同時(shí)，全球能源危機(jī)以及環(huán)境問題日益凸顯[5-6]，人類開始重視并開發(fā)太陽能、風(fēng)能、核能等清潔能源，利用新能源電源進(jìn)行黑啟動成為當(dāng)前的研究重點(diǎn)[7-9]。

光伏、風(fēng)機(jī)啟動時(shí)間短，控制調(diào)節(jié)靈活方便[10-11]，但是功率的波動性、不確定性會對電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成不利影響，需要從多個(gè)方面對新能源作為黑啟動電源進(jìn)行研究。國內(nèi)外開展的新能源黑啟動項(xiàng)目指出了黑啟動研究的新思路，有助于提高電網(wǎng)大停電后的恢復(fù)能力[12]。本文旨在從多個(gè)方面梳理和綜述國內(nèi)外基于新能源電源的黑啟動研究現(xiàn)狀和成果，為后續(xù)開展更為深入的研究提供借鑒與參考。

1 基于新能源電源的黑啟動方案研究

1.1 概述

傳統(tǒng)電網(wǎng)黑啟動是指在電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重故障造成大范圍停電事故時(shí)，通過內(nèi)部具有自啟動能力的機(jī)組或外部電源逐漸恢復(fù)系統(tǒng)內(nèi)部供電，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的過程[13]。與傳統(tǒng)電網(wǎng)的黑啟動不同，以新能源作為電源的黑啟動，無需外部電源，僅依靠內(nèi)部具有黑啟動能力的新能源電源靈活機(jī)動地啟動其他電源，可以更快速地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部電力恢復(fù)，最終達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行[14]。

1.2 基于新能源電源的黑啟動方案

按電壓等級劃分，可將基于新能源電源的黑啟動方案分為微電網(wǎng)黑啟動方案、主動配電網(wǎng)黑啟動方案、輸電網(wǎng)黑啟動方案。

1）微電網(wǎng)黑啟動方案：微電網(wǎng)是由新能源電源和本地負(fù)荷構(gòu)成的一個(gè)整體，內(nèi)部包含大量逆變器型電源。微電網(wǎng)是配電網(wǎng)中的一個(gè)孤島，運(yùn)行狀態(tài)是常態(tài)孤島、條件并網(wǎng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)電網(wǎng)不同，因此微電網(wǎng)黑啟動方案與傳統(tǒng)電網(wǎng)有一定的區(qū)別。文獻(xiàn)[15]中主參考源是柴油發(fā)電機(jī)，以光伏和蓄電池作為黑啟動電源，利用并行恢復(fù)策略進(jìn)行微電網(wǎng)黑啟動，并制定了微電網(wǎng)黑啟動流程，負(fù)荷恢復(fù)速度快，但準(zhǔn)同期并列裝置的增加使操作難度加大。文獻(xiàn)[16]設(shè)計(jì)了采用串行恢復(fù)策略的微電網(wǎng)黑啟動方案，基于下垂控制的電源黑啟動控制方法無需模式切換，控制策略簡單。

2）主動配電網(wǎng)黑啟動方案：主動配電網(wǎng)是內(nèi)部具有分布式電源，并具有控制和運(yùn)行能力的配電網(wǎng)。運(yùn)行狀態(tài)是常態(tài)并網(wǎng)、條件孤島。傳統(tǒng)的黑啟動方案是先恢復(fù)輸電網(wǎng)基本網(wǎng)架，然后對配電網(wǎng)供電，配電網(wǎng)恢復(fù)是一個(gè)多約束的組合優(yōu)化問題[17]，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)提出了啟發(fā)式方法、遺傳算法、禁忌搜索法等方法來解決此問題。隨著新能源在配電網(wǎng)中的滲透率不斷提高，用戶可獲取更優(yōu)質(zhì)的電能，但新能源的引入使配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化。主動配電網(wǎng)根據(jù)黑啟動電源能力以及負(fù)荷的重要性進(jìn)行孤島劃分，實(shí)現(xiàn)黑啟動。文獻(xiàn)[18]在所有新能源電源操作狀態(tài)可實(shí)時(shí)監(jiān)測的條件下，提出新能源注入容量較大時(shí)配電網(wǎng)故障恢復(fù)方案，顯著增加了主動配電網(wǎng)的運(yùn)行安全性。文獻(xiàn)[19]在配電網(wǎng)簡化模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)孤島運(yùn)行時(shí)的功率平衡條件和負(fù)荷安全運(yùn)行條件，通過啟發(fā)式的搜索方案實(shí)現(xiàn)孤島劃分。文獻(xiàn)[20]采用多智能體遺傳算法解決大停電事故后主動配電網(wǎng)恢復(fù)運(yùn)行問題，新能源電源在故障恢復(fù)過程中采用分層運(yùn)行方式，能夠有效減少停電區(qū)域。主動配電網(wǎng)黑啟動時(shí)，實(shí)際系統(tǒng)孤島內(nèi)的控制和保護(hù)措施需要進(jìn)一步研究。

3）輸電網(wǎng)黑啟動方案：文獻(xiàn)[21]針對內(nèi)蒙古呼倫貝爾地區(qū)電網(wǎng)制定了在風(fēng)電場中增加大功率儲能裝置，通過有儲能裝置的風(fēng)電場恢復(fù)周圍電廠熱電機(jī)組，從而實(shí)現(xiàn)正常供電。文獻(xiàn)[22]改變儲能裝置的控制方案，減少了儲能裝置對風(fēng)儲火系統(tǒng)頻率和電壓的影響。在電池儲能系統(tǒng)的控制單元中增加慣性控制裝置，風(fēng)儲火系統(tǒng)可以承受廠用設(shè)備供電時(shí)有功功率的波動，解決了局域電網(wǎng)恢復(fù)過程中負(fù)荷和機(jī)組投入帶來的穩(wěn)定問題。文獻(xiàn)[23]設(shè)計(jì)了一個(gè)儲能裝置的零起升壓恢復(fù)方案以及儲能裝置和風(fēng)電場的功率匹配方案。下一步可以研究在整個(gè)黑啟動過程中儲能裝置的位置問題。

基于新能源電源的黑啟動方案對比見表1。

表1 基于新能源電源的黑啟動方案

2 新能源電源的黑啟動能力及控制方法

2.1 黑啟動能力研究

光伏/風(fēng)電的廠用電較少，啟動操作簡單，增加儲能裝置為其維持外部恒定的電壓，光伏/風(fēng)電便可用作黑啟動電源，為系統(tǒng)輸出恒定的功率。

文獻(xiàn)[24]研究了光儲電站的臨界光儲配比以及可用作黑啟動電源的條件，在光儲配比正確時(shí)，光儲電站可輸出較高質(zhì)量的電能，有效對線路充電。文獻(xiàn)[25]基于對光伏在不同溫度和光強(qiáng)下的性能研究，設(shè)計(jì)了黑啟動過程中的控制方法，為黑啟動方案的制訂和現(xiàn)場試驗(yàn)提供基礎(chǔ)。研究配置儲能的風(fēng)力發(fā)電機(jī)黑啟動能力，對解決太陽能不足地區(qū)的黑啟動問題具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。文獻(xiàn)[21]設(shè)計(jì)了配置儲能的風(fēng)電場自啟動和為其他機(jī)組供電的策略。下一步可以深入研究黑啟動過程中諧振、發(fā)電機(jī)自勵磁現(xiàn)象，優(yōu)化儲能系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及儲能型風(fēng)電場的運(yùn)行模式切換技術(shù)。

新能源電源的黑啟動能力如圖1 所示。新能源電源為電網(wǎng)的黑啟動提供更多的選擇，對依據(jù)區(qū)域?qū)嶋H條件制訂最佳的黑啟動方案具有重要意義[26-27]。

圖1 新能源電源的黑啟動能力

2.2 黑啟動中新能源電源的控制方法

由于新能源電源特性不同，在黑啟動過程中采用的控制方法也不一樣。

1）MPPT（最大功率點(diǎn)跟蹤）控制。黑啟動初期，為了給系統(tǒng)提供更多的發(fā)電功率，光伏和風(fēng)機(jī)通常采用MPPT 控制。光伏陣列依靠升壓電路完成電壓變換，改變占空比，找到最大功率點(diǎn)。文獻(xiàn)[28]設(shè)計(jì)了一種負(fù)荷追蹤和MPPT 相結(jié)合的方法，光伏發(fā)電功率足夠時(shí)準(zhǔn)確追蹤負(fù)荷的變化，多余功率向儲能充電；功率不夠時(shí)實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤，減小所需儲能容量，避免因儲能現(xiàn)存能量不夠?qū)е潞趩邮〉暮蠊?。MPPT 控制結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 MPPT 控制結(jié)構(gòu)

圖中：P，Q 分別為有功功率、無功功率實(shí)際值；Pmax為有功功率最大值；Qref為無功功率參考值；ia，ib，ic分別為三相電流；id，iq分別為d 軸、q 軸電流；idref，iqref分別為d 軸、q 軸電流參考值；w 為角頻率；L 為濾波器電感值；Ucd，Ucq分別為電容電壓的d 軸、q 軸分量；Usd，Usq分別為輸出電壓的d 軸、q 軸分量。

2）P/Q 控制。光伏、風(fēng)機(jī)發(fā)出的功率隨環(huán)境的變化比較大，P/Q 控制的目標(biāo)是維持輸出的有功功率、無功功率與參考值一致[29]。文獻(xiàn)[30]結(jié)合光伏發(fā)電系統(tǒng)多種運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)MPPT 類和P/Q 類的投入條件，發(fā)生停電事故后依次投入光伏，經(jīng)過較短時(shí)間恢復(fù)供電。P/Q 控制結(jié)構(gòu)如圖3所示，其中，Pref為有功功率參考值。

圖3 P/Q 控制結(jié)構(gòu)

3）V/F 控制。儲能電源使用V/F 控制，在黑啟動初期使母線維持恒定的電壓和頻率，在其他電源及負(fù)荷投入過程中，可平抑功率波動[31]。文獻(xiàn)[27]制定了儲能裝置的零起升壓方法，外環(huán)使用V/F 控制方式，內(nèi)環(huán)使用電感電流反饋方式，達(dá)到對輸出電壓的精準(zhǔn)控制。V/F 控制結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 V/F 控制結(jié)構(gòu)

圖中：Udref，Uqref分別為電容電壓參考值的d軸、q 軸分量；C 為電容值；iad，iaq分別為經(jīng)過濾波后的d 軸、q 軸電流。

4）Droop 控制。Droop 控制仿照傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)功頻曲線，使系統(tǒng)得到穩(wěn)定電壓與頻率。文獻(xiàn)[16]設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)Droop 控制的黑啟動控制方法，利用電源的二次調(diào)壓功能，使電源在黑啟動時(shí)保持與正常運(yùn)行相似的Droop 控制。文獻(xiàn)[32]針對通信聯(lián)系較弱的直流微電網(wǎng)對Droop 控制進(jìn)行了改進(jìn)。Droop 控制能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)微電網(wǎng)的電壓頻率[33]，增加黑啟動成功概率。Droop 控制結(jié)構(gòu)如圖5 所示。

圖5 Droop 控制結(jié)構(gòu)

圖中：m，n 分別為有功-頻率下垂系數(shù)和無功-電壓下垂系數(shù)；Δw，ΔU 分別為角頻率變化量和輸出電壓變化量；wref，Uref分別為角頻率參考值和輸出電壓參考值；U，φ 分別為輸出電壓和相角。

表2 比較了黑啟動中新能源電源的控制方法。

表2 黑啟動中新能源電源的控制方法

3 基于新能源電源的黑啟動過程分析

3.1 影響黑啟動的電磁暫態(tài)過程及相應(yīng)穩(wěn)控措施

本節(jié)將新能源電源的控制方法與黑啟動過程聯(lián)系在一起，從3 個(gè)方面總結(jié)影響黑啟動的電磁暫態(tài)過程及相應(yīng)的穩(wěn)控措施。

1）變壓器升壓過程：首先，黑啟動電源提升配電變壓器的電壓。配電變壓器零起升壓的速率過快，會造成變壓器磁通飽和，導(dǎo)致黑啟動電源由于激磁電流太大而跳閘。

為使新能源電源成功啟動配電變壓器，文獻(xiàn)[13]對3 種黑啟動方式進(jìn)行比較，利用電壓斜坡實(shí)現(xiàn)的黑啟動能夠避免過電流和勵磁涌流。電壓階躍黑啟動是過電流的最壞情況，由于存儲變壓器飽和，存在勵磁涌流。為風(fēng)電場的變壓器充電時(shí)，變壓器會產(chǎn)生勵磁涌流及和應(yīng)涌流，損失大量電能，使儲能裝置需要有更大的容量，同時(shí)涌流會造成較大的電壓下降，使充電過程失敗。文獻(xiàn)[27]對變壓器充電方案進(jìn)行研究，通過正確控制逆變器的升壓速率，可以消除勵磁涌流。

2）多電源聯(lián)合控制過程：風(fēng)機(jī)和光伏出力由于環(huán)境等因素具有不確定性，儲能在黑啟動過程中承擔(dān)著建立系統(tǒng)基準(zhǔn)電壓、平抑電源功率、減小電壓波動的任務(wù)。合理的多電源聯(lián)合控制策略可以減小系統(tǒng)受到?jīng)_擊時(shí)電壓和頻率的波動。

輔機(jī)投入運(yùn)行瞬間電壓和頻率均受到?jīng)_擊，文獻(xiàn)[34]設(shè)計(jì)了一種基于多Agent 的電網(wǎng)黑啟動方案，由于對模式切換和預(yù)同步的改進(jìn)，提升了系統(tǒng)安全性。關(guān)于儲能型風(fēng)電場與火電廠同期并列過程，文獻(xiàn)[35]在儲能系統(tǒng)中采用追蹤狀態(tài)變化的調(diào)控策略，使風(fēng)電場與火電廠并列瞬間系統(tǒng)頻率和電壓的波動幅度明顯減小。附加控制部分可提高風(fēng)儲火系統(tǒng)為其他機(jī)組供電時(shí)的穩(wěn)定性。研究風(fēng)光儲多種能源的協(xié)調(diào)方法，開展有功功率控制和無功電壓支撐研究，應(yīng)用人工智能算法提升恢復(fù)供電能力，是后續(xù)研究重點(diǎn)。

3）負(fù)荷投入對電壓影響過程：黑啟動初期系統(tǒng)比較薄弱，在快速恢復(fù)供電過程中投入的電動機(jī)等負(fù)荷很多，大容量異步電機(jī)的投入使系統(tǒng)受到劇烈影響，保持穩(wěn)定的電壓關(guān)系到黑啟動能否正常完成。

文獻(xiàn)[36]針對不平衡負(fù)載引起的定子電壓諧波問題，通過改進(jìn)的虛擬同步控制，可輸出更標(biāo)準(zhǔn)的正弦電壓，減小電磁轉(zhuǎn)矩波動，此方法省略信號分離過程，簡化了控制框圖。文獻(xiàn)[37]提出在為廠用電機(jī)供電時(shí)，適當(dāng)增加發(fā)電機(jī)的功率，可提升系統(tǒng)承受擾動的能力，但恢復(fù)正常運(yùn)行的速度變慢。在實(shí)際制定廠用負(fù)荷啟動方案時(shí)，需要仔細(xì)檢查電壓、頻率是否滿足方案規(guī)定，快速為廠用輔機(jī)供電。

3.2 實(shí)時(shí)仿真平臺及黑啟動架構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，實(shí)時(shí)仿真技術(shù)成為科研人員研究復(fù)雜電磁暫態(tài)過程的重要方法[ 38-40]。

3.2.1 實(shí)時(shí)仿真平臺

1）RTDS（實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)）融合了數(shù)字仿真以及DSP（數(shù)字信號處理器）的特點(diǎn)，使用并行處理技術(shù)以及硬件裝置確保其實(shí)時(shí)性[41]。硬件部分包括仿真模型的運(yùn)算處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等，軟件部分提供了模型搭建的軟件平臺[42]。

2）StarSim 可用來實(shí)現(xiàn)電力電子小步長實(shí)時(shí)仿真，平臺由控制機(jī)箱、實(shí)時(shí)仿真機(jī)、實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)接板及上位機(jī)[43-44]四部分構(gòu)成。

3）RTLAB 是一個(gè)基于模型工程的設(shè)計(jì)和測試平臺，主要由上位機(jī)、目標(biāo)機(jī)、硬件系統(tǒng)組成。上位機(jī)進(jìn)行模型建立；RTLAB 封裝模型，完成控制啟停和在線調(diào)試的任務(wù)[45]；目標(biāo)機(jī)是運(yùn)行于Redhat 的仿真器，擔(dān)任實(shí)時(shí)仿真任務(wù)?？刂破髋c目標(biāo)機(jī)通過數(shù)據(jù)采集OP5142 連接通信[46]。

4）dSPACE 系統(tǒng)可進(jìn)行高速計(jì)算，并配備了豐富的I/O 支持，能夠自由組合；軟件功能強(qiáng)大，包括完成自動生成代碼和實(shí)驗(yàn)的整套工具。dSPACE 機(jī)柜中含有多種板卡資源，每一種板卡有多個(gè)ADC，DIGIN 等通道類型[47-49]。表3 對4種實(shí)時(shí)仿真平臺進(jìn)行比較。

表3 實(shí)時(shí)仿真平臺的主要特點(diǎn)

3.2.2 黑啟動仿真架構(gòu)設(shè)計(jì)

綜合考慮風(fēng)光儲新能源電源的控制特性差異、地理位置、通信條件、經(jīng)濟(jì)性等因素，研究支持電網(wǎng)黑啟動的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)組網(wǎng)方案，包含確定主站及子站布點(diǎn)、通信方式，明確主站及各子站采樣、出口等信息。進(jìn)行基于風(fēng)光儲新能源電源的黑啟動統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制器開發(fā)，控制器應(yīng)具備如下功能：根據(jù)采樣信息快速識別地區(qū)電網(wǎng)并網(wǎng)、離網(wǎng)狀態(tài)，當(dāng)區(qū)域電網(wǎng)發(fā)生大停電事故時(shí)，執(zhí)行黑啟動控制策略，保障地區(qū)電網(wǎng)過渡到穩(wěn)定獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)；在區(qū)域電網(wǎng)穩(wěn)定獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行穩(wěn)定并網(wǎng)控制方法，保障地區(qū)系統(tǒng)正常工作。在開發(fā)黑啟動統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制器的基礎(chǔ)上，分別進(jìn)行基于DSP 和FPGA 的黑啟動實(shí)時(shí)仿真架構(gòu)設(shè)計(jì)。

1）基于DSP 的黑啟動仿真架構(gòu)設(shè)計(jì)：RTDS的實(shí)時(shí)仿真軟件RSCAD 主要由DRAFT，TLINE/CABLE，CBUILDER 等模塊組成。在DRAFT 中搭建仿真模型，對其進(jìn)行編譯，將其編譯生成的各種可執(zhí)行文件下載到RACK 中進(jìn)行計(jì)算。TLINE/CABLE 可對架空輸電線和電纜模型進(jìn)行定義。CBUILDER 可以根據(jù)用戶實(shí)際情況開發(fā)子站UDC，由子站負(fù)責(zé)電量檢測、數(shù)據(jù)處理，在電壓、電流監(jiān)測環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)模型中電流、電壓值的獲取和功率計(jì)算等。子站把計(jì)算后的數(shù)據(jù)經(jīng)由交流通道送給主站。主站包含了黑啟動統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制器，依據(jù)接收到的電氣量判斷電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，給出控制措施。主站與RTDS 接口通信程序完成對RTDS子站模型信息的上傳和主站遙控命令的下達(dá)。基于DSP 的黑啟動實(shí)時(shí)仿真平臺架構(gòu)如圖6 所示。

圖6 基于DSP 的黑啟動實(shí)時(shí)仿真平臺架構(gòu)

2）基于FPGA 的黑啟動實(shí)時(shí)仿真平臺架構(gòu)如圖7 所示。首先，在上位機(jī)軟件上搭建包含風(fēng)光儲新能源電源的電網(wǎng)主電路拓?fù)?，通過基于配置的模型管理軟件進(jìn)行物理I/O 接口的配置；然后，將主電路拓?fù)湎螺d到基于FPGA 運(yùn)算的實(shí)時(shí)仿真機(jī)。實(shí)時(shí)仿真機(jī)經(jīng)由實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)接板和控制器傳遞信息，控制器接收到實(shí)時(shí)仿真模型發(fā)出的信息，通過算法計(jì)算之后實(shí)時(shí)將控制信號返回到仿真機(jī)，仿真機(jī)接受到控制信號之后，實(shí)時(shí)仿真出電路響應(yīng)并輸出給控制器，構(gòu)成了系統(tǒng)閉環(huán)。實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)接板為信號在控制器與仿真機(jī)間的傳輸提供了回路。通過搭建實(shí)時(shí)仿真平臺，模擬實(shí)際電網(wǎng)發(fā)生大停電事故后的場景，進(jìn)行基于風(fēng)光儲新能源電源的電網(wǎng)黑啟動實(shí)時(shí)仿真。

圖7 基于FPGA 的黑啟動實(shí)時(shí)仿真平臺架構(gòu)

4 基于新能源電源的黑啟動展望

4.1 風(fēng)光儲新能源電源的多工況仿真

在電網(wǎng)黑啟動的過程中，風(fēng)光儲新能源電源的運(yùn)行工況較為復(fù)雜，涉及新能源電源自啟動、輸電線路充電、多電源并列運(yùn)行、負(fù)荷恢復(fù)等多個(gè)階段。在每個(gè)階段，儲能、風(fēng)機(jī)、光伏的工況均不同，采用的控制策略隨工況而改變，各新能源電源在不同工況之間的切換策略對黑啟動過程的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。當(dāng)火電機(jī)組啟動后，通過分時(shí)步協(xié)調(diào)優(yōu)化，適量接入新能源，將有效加快系統(tǒng)恢復(fù)，在網(wǎng)架基本穩(wěn)定以后，需要深入研究新的新能源電源接入標(biāo)準(zhǔn)。因此，建立多工況仿真時(shí)風(fēng)光儲新能源電源的模型，可為探究基于新能源電源的電網(wǎng)黑啟動奠定基石。

4.2 電池儲能系統(tǒng)的容量配置

新能源電源可以成為電網(wǎng)黑啟動電源的關(guān)鍵是電池儲能系統(tǒng)。電池儲能系統(tǒng)不僅要保持新能源電源穩(wěn)定工作，而且要滿足其能量需求，確保新能源電源能夠持續(xù)輸出足夠功率以恢復(fù)負(fù)荷供電。另外，在對電池儲能系統(tǒng)進(jìn)行配置時(shí)，需要關(guān)注電池的荷電狀態(tài)，對電池儲能系統(tǒng)的容量配置方法進(jìn)行研究，在滿足上述需要的同時(shí)，最大程度降低電池系統(tǒng)配置成本，提高風(fēng)光儲成為電網(wǎng)黑啟動電源的經(jīng)濟(jì)性。

4.3 新能源電源用于電網(wǎng)后續(xù)恢復(fù)

目前基于新能源電源的黑啟動研究都是針對風(fēng)光儲新能源電源自啟動以及新能源電源帶動其他發(fā)電機(jī)組輔機(jī)啟動時(shí)的策略，并未探究新能源電源用于電網(wǎng)后續(xù)恢復(fù)的方法。因此，未來還需要深入研究風(fēng)光儲新能源電源啟動后，電網(wǎng)在擴(kuò)張過程中送電遇故障時(shí)能及時(shí)切除故障并維持穩(wěn)定運(yùn)行的能力?？紤]多種故障類型的暫態(tài)情況，提出在故障后恢復(fù)送電過程中維持電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的措施。在電力系統(tǒng)擴(kuò)張過程中，以保障電網(wǎng)正常工作為前提，考慮停電前情況、電源和負(fù)荷動態(tài)特性，提出動態(tài)恢復(fù)電源和負(fù)荷供電策略，提升區(qū)域獨(dú)立電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行能力，也是下一步研究的方向。

5 結(jié)語

本文從基于新能源電源的黑啟動方案、新能源電源的黑啟動能力分析和控制方法、基于新能源電源的黑啟動過程仿真以及基于新能源電源的黑啟動展望等4 個(gè)方面對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行歸納，提出了接下來探究的重點(diǎn)，以供學(xué)者參考。