[发明专利]一种工厂微电网黑启动系统及方法

权利要求书

1.一种工厂微电网黑启动系统，该工厂微电网为含充电桩的光储工厂微电网，其特征在于，所述黑启动系统包括光储系统所配蓄电池组、光伏阵列及充电桩，充电桩上连接有电动运输车，蓄电池组、光伏阵列及充电桩直接并联接在微电网母线上，由蓄电池组作为黑启动微源，若蓄电池组容量不满足，则将充电桩所连电动运输车中剩余容量大于40％的电动运输车作为黑启动微源；

在蓄电池组或电动运输车启动之后，参考蓄电池组或电动运输车所建立的电压频率，光伏阵列进行启动。

2.如权利要求1所述的一种工厂微电网黑启动系统，其特征在于，容量满足条件的所述蓄电池组或所述电动运输车通过VSG控制黑启动，建立微电网的母线电压。

3.如权利要求1所述的一种工厂微电网黑启动系统，其特征在于，所述光伏阵列工作于PQ模式。

4.如权利要求1所述的一种工厂微电网黑启动系统，其特征在于，所述充电桩的直流侧接口采用双向半桥DC/DC，进行电池侧直流电压的升降变换；所述充电桩的交流侧接口采用双向AC/DC环节，采用电压源型脉冲宽度调制变流器，实现直流侧功率自动双向流动。

5.一种基于权利要求1所述系统的工厂微电网黑启动方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、切除微电网系统内所有负荷和微电源；

步骤2、选择黑启动电源：优先选取光储系统所配蓄电池组作为黑启动微源提供参考电压和频率，若蓄电池组容量不满足，则检测充电桩所连电动运输车剩余容量，选择剩余容量大于40％的电动运输车作为黑启动电源；

步骤3、启动黑启动电源：选取容量满足条件的蓄电池组或电动运输车通过VSG控制黑启动，建立微电网的母线电压，蓄电池组或电动运输车不仅提供充足发电容量，且承受微电网内其他非黑启动微源在启动过程中的短时功率冲击和交流母线的空载损耗；

步骤4、判断微电网母线电压是否建立，判定标准为母线输出电压的频率偏移不超过±1％ω₀，幅值偏移不超过±10％U₀，ω₀为额定角速度，U₀为逆变器输出端电压的额定值，若不满足条件，则返回步骤1，否则进入步骤5；

步骤5、启动非黑启动微源：

先接入具有调压、调频能力的蓄电池电源与主参考源并行组网运行，从而增加独立微电网的发电容量，使得微电网的电压和频率得到稳定控制，光伏单元在储能单元启动之后参考储能单元所建立的电压频率进行启动，光伏单元工作于PQ模式；

步骤6、增加微电网内负荷：由电网潮流和功率平衡约束，投入微电网内的负荷需满足：

式中，S_Mi和S_Gi分别为微网系统负荷和电源额定容量，U_Gimin和U_Gimax分别为节点电压幅值U_Gi的上、下限，n为微网系统内节点数目，i、j分别为节点编号，P_ij为线路有功功率，为线路有功功率限制值，Δf为系统的频率偏差。

6.如权利要求5所述的一种工厂微电网黑启动方法，其特征在于，步骤3中，蓄电池组或电动运输车的额定视在功率为S_n，则有：

式中，S_Li为微电网交流母线上第i个设备的空载损耗，m₁为接入微电网交流母线的设备的总数，S_ej为微电网内第j个非黑启动微源启动的冲击功率，m₂为非黑启动微源的总数。