CN117013609A - 基于海上直流送出的电网黑启动系统及电网黑启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海上风电技术领域，公开了基于海上直流送出的电网黑启动系统及电网黑启动方法，系统包括：海上风电场、海上换流阀、直流海缆、储能系统、陆上换流阀以及陆上电网，海上换流阀经过海上汇流母线与海上风电场连接，海上换流阀还经过直流海缆与陆上换流阀连接，陆上换流阀的直流侧通过第一断路器与储能系统并联，陆上换流阀经过陆上变压器与陆上电网连接；当储能系统的电容量配置小于预设配置值时，储能系统用于为海上风电场提供启动电能，并与启动后的海上风电场共同为陆上电网提供黑启动电能。本发明通过储能系统、海上风电场、柔性直流系统的协调控制支撑陆上电网完成黑启动，最终恢复供电，有效提高了电网故障后的恢复速度。

Description

基于海上直流送出的电网黑启动系统及电网黑启动方法

技术领域

本发明涉及海上风电技术领域，具体涉及基于海上直流送出的电网黑启动系统及电网黑启动方法。

背景技术

电力供应是保障现代社会正常运转不可获取的基础设施，因停电给社会带来的损失非常严重，因此，电力系统在故障停电后快速恢复即实现黑启动至关重要。黑启动是指整个系统因故障停电后，不依赖其他系统的帮助，而是通过系统中具有自启动能力的机组，逐步扩大系统的供电范围，最终实现整个系统的恢复。在新型电力系统构建的过程中，新能源比例的逐渐升高，将新能源机组作为黑启动电源成为一个重要的研究方向。各种新能源中风力发电的规模较大，在风资源丰富的地区，风电已经成为当地的重要电源之一，风电也可以作为电网黑启动的新型电源，用于提高电网故障恢复能力。

目前，将风电作为电网黑启动电源的方案，大多数是在交流并网母线上配置储能系统为海上风机提供启动电能，海上风机启动后产生的电能经交流线路送出，实现电网的黑启动。该方案适用于陆上或者近海输送距离较近的情况，当输送电能的距离较远时，海上风机启动后产生的电能需要经直流线路送出，当电能经过直流线路输出时，现有方案无法适用以实现电网黑启动。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种海上直流送出的电网黑启动系统及电网黑启动方法，以解决相关方案无法适用于海上风电直流送出系统实现电网黑启动的问题。

第一方面，本发明提供了一种基于海上直流送出的电网黑启动系统，该系统包括：海上风电场、海上换流阀、直流海缆、储能系统、陆上换流阀以及陆上电网；海上换流阀经过海上汇流母线与海上风电场连接，海上换流阀还经过直流海缆与陆上换流阀连接，储能系统通过第一断路器并联在陆上换流阀的直流侧，陆上换流阀经过陆上变压器与陆上电网连接；当储能系统的电容量配置小于预设配置值时，储能系统用于为海上风电场提供启动电能，并与启动后的海上风电场共同为陆上电网提供黑启动电能。

本发明提供的基于海上直流送出的电网黑启动系统，通过海上风电经柔性直流送出接入陆上电网，在陆上换流站直流侧配置储能系统，当陆上电网出现故障停电，且储能系统的电容量配置小于预设配置值时，通过储能系统、海上风电场、柔性直流系统的协调控制支撑陆上电网完成黑启动，最终恢复供电，有效提高了电网故障后的恢复速度。

在一种可选的实施方式中，当储能系统的电容量配置大于预设配置值时，储能系统，还用于直接为陆上电网提供黑启动电能，使得陆上电网启动。

本可选实施方式提供的方法，当储能系统的电容量配置大于预设配置值时，由储能系统为陆上电网提供黑启动电能，有效提高了陆上电网故障后的恢复速度。

第二方面，本发明提供了一种电网黑启动方法，应用于如第一方面或第一方面可选实施方式的基于海上直流送出的电网黑启动系统，包括：用于当接收到电网黑启动指令时，向第一断路器发送闭合指令，闭合指令用于控制第一断路器闭合，第一断路器闭合后，储能系统为陆上换流阀以及海上换流阀充电；当储能系统的电容量配置小于预设配置值时，获取陆上换流阀的第一充电电压以及海上换流阀的第二充电电压；当第一充电电压大于第一阈值，向陆上换流阀发送第一解锁指令，第一解锁指令用于控制陆上换流阀解锁；当第二充电电压大于第二阈值，向海上换流阀发送第二解锁指令，第二解锁指令用于控制海上换流阀解锁；当检测到陆上换流阀和海上换流阀解锁，控制储能系统经过海上换流阀向海上风电场中的风机提供启动电能；当检测到海上风电场中的风机启动，则控制海上风电场以及储能系统共同经过陆上换流阀为陆上电网提供黑启动电能。

本发明实施例提供的电网黑启动方法，当第一断路器闭合，储能系统输出电能，给陆上换流阀和海上换流阀充电，当储能系统的电容量配置小于预设配置值时，基于陆上换流阀和海上换流阀的充电电压控制陆上换流阀和海上换流阀解锁，当陆上换流阀和海上换流阀解锁，储能系统为海上风电场中的风机提供启动电能，使得海上风电场中的风机启动后与储能系统共同为陆上电网提供黑启动电能，从而实现了陆上电网的黑启动，有效提高了陆上电网故障后的恢复速度。

在一种可选的实施方式中，当接收到电网黑启动指令时，向第一断路器发送闭合指令之后，该方法还包括：当储能系统的电容量配置大于预设配置值时，获取陆上换流阀的第三充电电压；当第三充电电压大于第一阈值，向陆上换流阀发送第三解锁指令，第三解锁指令用于控制陆上换流阀解锁；当检测到陆上换流阀解锁，控制储能系统经过陆上换流阀为陆上电网提供黑启动电能。

本可选实施方式提供的方法，当储能系统的电容量配置大于预设配置值时，由储能系统向陆上电网提供黑启动电能，有效提高了陆上电网故障后的恢复速度。

在一种可选的实施方式中，陆上电网包括火电机组辅机以及火电机组，当检测到海上风电场中的风机启动，则控制海上风电场以及储能系统共同经过陆上换流阀为陆上电网提供黑启动电能，包括：获取火电机组辅机的变压器侧电压；当火电机组辅机的变压器侧电压大于预设值，向火电机组辅机发送启动指令，启动指令用于控制火电机组辅机启动；当检测到火电机组辅机启动，则控制火电机组启动。

本可选实施方式提供的方法，在陆上电网黑启动过程中，先启动火电机组辅机，然后再启动火电机组，有效保证了陆上电网黑启动过程中系统的稳定。

在一种可选的实施方式中，控制储能系统经过陆上换流阀为陆上电网提供黑启动电能之后，该方法还包括：

当检测到电网启动后，控制陆上电网经过陆上换流阀和海上换流阀向海上风电场输送电能，使得海上风电场的启动。

本可选实施方式提供的方法，当陆上电网启动后，控制陆上电网向海上风电场中的风机提供启动电能，使得海上风电场中的风机启动。

第三方面，本发明提供了一种电网黑启动装置，应用于如第一方面或第一方面可选实施方式的基于海上直流送出的电网黑启动系统，该装置包括：第一发送模块，用于当接收到电网黑启动指令时，向第一断路器发送闭合指令，闭合指令用于控制第一断路器闭合，第一断路器闭合后，储能系统为陆上换流阀以及海上换流阀充电；第一获取模块，用于当储能系统的电容量配置小于预设配置值时，获取陆上换流阀的第一充电电压以及海上换流阀的第二充电电压；第二发送模块，用于当第一充电电压大于第一阈值，向陆上换流阀发送第一解锁指令，第一解锁指令用于控制陆上换流阀解锁；第三发送模块，用于当第二充电电压大于第二阈值，向海上换流阀发送第二解锁指令，第二解锁指令用于控制海上换流阀解锁；第一控制模块，用于当检测到陆上换流阀和海上换流阀解锁，控制储能系统经过海上换流阀向海上风电场中的风机提供启动电能；第二控制模块，用于当检测到海上风电场中的风机启动，则控制海上风电场以及储能系统共同经过陆上换流阀为陆上电网提供黑启动电能。

在一种可选的实施方式中，该装置还包括：第二获取模块，用于当储能系统的电容量配置大于预设配置值时，获取陆上换流阀的第三充电电压；第四发送模块，用于当第三充电电压大于第一阈值，向陆上换流阀发送第三解锁指令，第三解锁指令用于控制陆上换流阀解锁；第三控制模块，用于当检测到陆上换流阀解锁，控制储能系统经过陆上换流阀为陆上电网提供黑启动电能。

第四方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的电网黑启动方法。

第五方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的电网黑启动方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的基于海上直流送出的电网黑启动系统的结构图；

图2是根据本发明实施例的电网黑启动方法的流程示意图；

图3是根据本发明实施例的又一电网黑启动方法的流程示意图；

图4是根据本发明实施例的又一电网黑启动方法的流程示意图；

图5是根据本发明实施例的又一电网黑启动方法的流程示意图；

图6是根据本发明实施例的电网黑启动装置的结构框图；

图7是本发明实施例的计算机设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本实施例中提供了一种基于海上直流送出的电网黑启动系统，如图1所示，该系统包括：海上风电场1、海上换流阀2、直流海缆3、储能系统4、陆上换流阀5以及陆上电网6；

海上换流阀2经过海上汇流母线与海上风电场1连接，海上换流阀2还经过直流海缆3与陆上换流阀5连接，储能系统4通过第一断路器7并联在陆上换流阀5的直流侧，陆上换流阀5经过陆上变压器8与陆上电网6连接；

具体地，海上换流阀2依次经过断路器BRK2、联结边变压器9以及断路器BRK1连接至海上汇流母线。

当储能系统4的电容量配置小于预设配置值时，储能系统4用于为海上风电场1提供启动电能，并与启动后的海上风电场1共同为陆上电网6提供黑启动电能。

本发明实施例提供的一种基于海上直流送出的电网黑启动系统，通过海上风电经柔性直流送出接入陆上电网，在陆上换流站直流侧配置储能系统，当陆上电网出现故障停电时，且储能系统的电容量配置小于预设配置值时，通过储能系统、海上风电场、柔性直流系统的协调控制支撑陆上电网完成黑启动，最终恢复供电，有效提高了电网故障后的恢复速度。

本发明实施例提供的基于海上直流送出的电网黑启动系统，

在一些可选的实施方式中，当储能系统4的电容量配置大于预设配置值时，储能系统4，还用于直接为陆上电网提供黑启动电能，使得陆上电网启动。

为了解决相关技术中无法远距离输电实现电网黑启动的问题，本发明实施例提供了一种电网黑启动方法，该方法可以应用于上述实施例中基于海上直流送出的电网黑启动系统。该方法具体可以在一个控制器或者处理器中执行，实现电网的黑启动。

根据本发明实施例，提供了一种电网黑启动方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在本实施例中提供了一种电网黑启动方法，应用于基于海上直流送出的电网黑启动系统，可用于一控制器或处理器，图2是根据本发明实施例的电网黑启动方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S201，当接收到电网黑启动指令时，向第一断路器发送闭合指令，闭合指令用于控制第一断路器闭合，第一断路器闭合后，储能系统为陆上换流阀以及海上换流阀充电。

示例性地，电网黑启动指令可以是陆上电网6故障后发送的指令；向第一断路器7（BRK3）发送闭合指令，第一断路器7（BRK3）基于闭合指令闭合，第一断路器7（BRK3）闭合后，储能系统4为陆上换流阀5和海上换流阀2充电。

步骤S202，当储能系统的电容量配置小于预设配置值时，获取陆上换流阀的第一充电电压以及海上换流阀的第二充电电压。

示例性地，预设配置值可以是任一值，本申请实施例对预设配置值的具体内容不做限定，本领域技术人员可以根据需求确定；第一充电电压由储能系统4向陆上换流阀5充电生成，第二充电电压由储能系统4向海上换流阀2充电生成。本申请实施例中，预设配置值可以是能够支撑电网黑启动的电能容量。

步骤S203，当第一充电电压大于第一阈值，向陆上换流阀发送第一解锁指令，第一解锁指令用于控制陆上换流阀解锁。

示例性地，第一阈值可以包括但不限于陆上换流阀5的解锁电压值，当第一充电电压大于第一阈值，则可以确定满足陆上换流阀5的解锁条件，向陆上换流阀5发送第一解锁指令，使得陆上换流阀5基于第一解锁指令执行解锁操作。

步骤S204，当第二充电电压大于第二阈值，向海上换流阀发送第二解锁指令，第二解锁指令用于控制海上换流阀解锁。

示例性地，第二阈值可以包括但不限于海上换流阀2的解锁电压值，当第二充电电压大于第二阈值，则可以确定满足海上换流阀2的解锁条件，向海上换流阀2发送第二解锁指令，使得海上换流阀2基于第二解锁指令执行解锁操作。具体地，当海上换流阀2接收到第二解锁指令，第二断路器（BRK1）和第三断路器（BRK2）闭合，海上换流阀2解锁供电。

步骤S205，当检测到陆上换流阀和海上换流阀解锁，控制储能系统经过海上换流阀向海上风电场中的风机提供启动电能。

示例性地，当检测到陆上换流阀5和海上换流阀2都解锁，则控制储能系统4通过海上换流阀2向海上风电场1中的风机提供启动电能，使得海上风电场1中的风机启动。

步骤S206，当检测到海上风电场中的风机启动，则控制海上风电场以及储能系统共同经过陆上换流阀为陆上电网提供黑启动电能。

示例性地，当海上风电场1中的风机启动后会输出电能，在检测到海上风电场1中的风机启动，海上风电场1和储能系统4共同经过陆上换流阀5为陆上电网6提供黑启动电能，使得陆上电网6启动。具体地，当检测到海上风电场1中的风机启动，储能系统4和陆上换流阀5共同运行在构网模式下，第四断路器（BRK4）、第五断路器（BRK5）、第六断路器（BRK6）、第七断路器（BRK7）、第八断路器（BRK8）、第九断路器（BRK9）、第十断路器（BRK10）和第十一断路器（BRK11）闭合后，海上风电场1和储能系统4协同经过陆上变压器8和陆上线路为陆上电网6提供黑启动电能，实现陆上电网6的黑启动。

本实施例提供的电网黑启动方法，当第一断路器闭合，储能系统输出电能，给陆上换流阀和海上换流阀充电，当储能系统的电容量配置小于预设配置值时，基于陆上换流阀和海上换流阀的充电电压控制陆上换流阀和海上换流阀解锁，当陆上换流阀和海上换流阀解锁，储能系统为海上风电场中的风机提供启动电能，使得海上风电场中的风机启动后与储能系统共同为陆上电网提供黑启动电能，从而实现了陆上电网的黑启动，有效提高了陆上电网故障后的恢复速度。

在本实施例中提供了一种电网黑启动方法，应用于基于海上直流送出的电网黑启动系统，可用于上述的控制器或处理器，图3是根据本发明实施例的电网黑启动方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：

步骤S301，当接收到电网黑启动指令时，向第一断路器发送闭合指令，闭合指令用于控制第一断路器闭合，第一断路器闭合后，储能系统为陆上换流阀以及海上换流阀充电。详细请参见图2所示实施例的步骤S201，在此不再赘述。

步骤S302，当储能系统的电容量配置小于预设配置值时，获取陆上换流阀的第一充电电压以及海上换流阀的第二充电电压。详细请参见图2所示实施例的步骤S202，在此不再赘述。

步骤S303，当第一充电电压大于第一阈值，向陆上换流阀发送第一解锁指令，第一解锁指令用于控制陆上换流阀解锁。详细请参见图2所示实施例的步骤S203，在此不再赘述。

步骤S304，当第二充电电压大于第二阈值，向海上换流阀发送第二解锁指令，第二解锁指令用于控制海上换流阀解锁。详细请参见图2所示实施例的步骤S204，在此不再赘述。

步骤S305，当检测到陆上换流阀和海上换流阀解锁，控制储能系统经过海上换流阀向海上风电场中的风机提供启动电能。详细请参见图2所示实施例的步骤S205，在此不再赘述。

步骤S306，当检测到海上风电场中的风机启动，则控制海上风电场以及储能系统共同经过陆上换流阀为陆上电网提供黑启动电能。详细请参见图2所示实施例的步骤S206，在此不再赘述。

步骤S307，当储能系统的电容量配置大于预设配置值时，获取陆上换流阀的第三充电电压。

示例性地，当储能系统4的电容量配置大于预设配置值时，可以确定储能系统4可以为陆上电网6黑启动提供足够的电能，则获取陆上换流阀5的第三充电电压，第三充电电压由储能系统4向陆上换流阀5充电生成。

步骤S308，当第三充电电压大于第一阈值，向陆上换流阀发送第三解锁指令，第三解锁指令用于控制陆上换流阀解锁。

示例性地，当第三充电电压大于第一阈值，则可以确定满足陆上换流阀5的解锁条件，向陆上换流阀5发送第三解锁指令，使得陆上换流阀5基于第三解锁指令解锁。

步骤S309，当检测到陆上换流阀解锁，控制储能系统经过陆上换流阀为陆上电网提供黑启动电能。

示例性地，陆上换流阀5解锁后，储能系统4经过陆上换流阀5和陆上变压器8向陆上电网6提供黑启动电能。

本实施例提供的电网黑启动方法，当第一断路器闭合，储能系统输出电能，给陆上换流阀和海上换流阀充电，当储能系统的电容量配置小于预设配置值时，基于陆上换流阀和海上换流阀的充电电压控制陆上换流阀和海上换流阀解锁，当陆上换流阀和海上换流阀解锁，储能系统为海上风电场中的风机提供启动电能，使得海上风电场中的风机启动后与储能系统共同为陆上电网提供黑启动电能，从而实现了陆上电网的黑启动；当储能系统的电容量配置大于预设配置值时，由储能系统向陆上电网体用黑启动电能，有效提高了陆上电网故障后的恢复速度。

在本实施例中提供了一种电网黑启动方法，应用于基于海上直流送出的电网黑启动系统，可用于上述的控制器或处理器，图4是根据本发明实施例的电网黑启动方法的流程图，如图4所示，该流程包括如下步骤：

步骤S401，当接收到电网黑启动指令时，向第一断路器发送闭合指令，闭合指令用于控制第一断路器闭合，第一断路器闭合后，储能系统为陆上换流阀以及海上换流阀充电。详细请参见图2所示实施例的步骤S201，在此不再赘述。

步骤S402，当储能系统的电容量配置小于预设配置值时，获取陆上换流阀的第一充电电压以及海上换流阀的第二充电电压。详细请参见图2所示实施例的步骤S202，在此不再赘述。

步骤S403，当第一充电电压大于第一阈值，向陆上换流阀发送第一解锁指令，第一解锁指令用于控制陆上换流阀解锁。详细请参见图2所示实施例的步骤S203，在此不再赘述。

步骤S404，当第二充电电压大于第二阈值，向海上换流阀发送第二解锁指令，第二解锁指令用于控制海上换流阀解锁。详细请参见图2所示实施例的步骤S204，在此不再赘述。

步骤S405，当检测到陆上换流阀和海上换流阀解锁，控制储能系统经过海上换流阀向海上风电场中的风机提供启动电能。详细请参见图2所示实施例的步骤S205，在此不再赘述。

步骤S406，当检测到海上风电场中的风机启动，则控制海上风电场以及储能系统共同经过陆上换流阀为陆上电网提供黑启动电能。详细请参见图2所示实施例的步骤S206，在此不再赘述。

具体地，陆上电网包括火电机组辅机以及火电机组，上述步骤S406包括：

步骤S4061，获取火电机组辅机的变压器侧电压。

示例性地，获取火电机组辅机的变压器侧电压，便于后续判断是否达到火电机组辅机的启动条件。

步骤S4062，当火电机组辅机的变压器侧电压大于预设值，向火电机组辅机发送启动指令，启动指令用于控制火电机组辅机启动。

示例性地，预设值可以是任一值，本申请实施例中，预设值可以是火电机组辅机的启动电压值，当火电机组辅机的变压器侧电压大于预设值时，可以确定达到火电机组辅机的启动条件，向火电机组辅机发送启动指令，使得火电机组辅机基于启动指令启动。

步骤S4063，当检测到火电机组辅机启动，则控制火电机组启动。

示例性地，当火电机组辅机启动后，控制火电机组启动，最终恢复供电，实现陆上电网6的黑启动。

本实施例提供的电网黑启动方法，当第一断路器闭合，储能系统输出电能，给陆上换流阀和海上换流阀充电，当储能系统的电容量配置小于预设配置值时，基于陆上换流阀和海上换流阀的充电电压控制陆上换流阀和海上换流阀解锁，当陆上换流阀和海上换流阀解锁，储能系统为海上风电场中的风机提供启动电能，使得海上风电场中的风机启动后与储能系统共同为陆上电网提供黑启动电能，从而实现了陆上电网的黑启动，有效提高了陆上电网故障后的恢复速度，在陆上电网黑启动过程中，先启动火电机组辅机，然后再启动火电机组，有效保证了陆上电网黑启动过程中系统的稳定。

在本实施例中提供了一种电网黑启动方法，应用于基于海上直流送出的电网黑启动系统，可用于上述的控制器或处理器，图5是根据本发明实施例的电网黑启动方法的流程图，如图5所示，该流程包括如下步骤：

步骤S501，当接收到电网黑启动指令时，向第一断路器发送闭合指令，闭合指令用于控制第一断路器闭合，第一断路器闭合后，储能系统为陆上换流阀以及海上换流阀充电。详细请参见图2所示实施例的步骤S201，在此不再赘述。

步骤S502，当储能系统的电容量配置小于预设配置值时，获取陆上换流阀的第一充电电压以及海上换流阀的第二充电电压。详细请参见图2所示实施例的步骤S202，在此不再赘述。

步骤S503，当第一充电电压大于第一阈值，向陆上换流阀发送第一解锁指令，第一解锁指令用于控制陆上换流阀解锁。详细请参见图2所示实施例的步骤S203，在此不再赘述。

步骤S504，当第二充电电压大于第二阈值，向海上换流阀发送第二解锁指令，第二解锁指令用于控制海上换流阀解锁。详细请参见图2所示实施例的步骤S204，在此不再赘述。

步骤S505，当检测到陆上换流阀和海上换流阀解锁，控制储能系统经过海上换流阀向海上风电场中的风机提供启动电能。详细请参见图2所示实施例的步骤S205，在此不再赘述。

步骤S506，当检测到海上风电场中的风机启动，则控制海上风电场以及储能系统共同经过陆上换流阀为陆上电网提供黑启动电能。详细请参见图2所示实施例的步骤S206，在此不再赘述。

步骤S507，当储能系统的电容量配置大于预设配置值时，获取陆上换流阀的第三充电电压。详细请参见图3所示实施例的步骤S307，在此不再赘述。

步骤S508，当第三充电电压大于第一阈值，向陆上换流阀发送第三解锁指令，第三解锁指令用于控制陆上换流阀解锁。详细请参见图3所示实施例的步骤S308，在此不再赘述。

步骤S509，当检测到陆上换流阀解锁，控制储能系统经过陆上换流阀为陆上电网提供黑启动电能。详细请参见图3所示实施例的步骤S309，在此不再赘述。

步骤S510，当检测到电网启动后，控制陆上电网经过陆上换流阀和海上换流阀向海上风电场输送电能，使得海上风电场的启动。

示例性地，当陆上电网6启动后，控制陆上电网6向海上风电场1中的风机提供启动电能，使得海上风电场1中的风机启动。

本实施例提供的电网黑启动方法，当第一断路器闭合，储能系统输出电能，给陆上换流阀和海上换流阀充电，当储能系统的电容量配置小于预设配置值时，基于陆上换流阀和海上换流阀的充电电压控制陆上换流阀和海上换流阀解锁，当陆上换流阀和海上换流阀解锁，储能系统为海上风电场中的风机提供启动电能，使得海上风电场中的风机启动后与储能系统共同为陆上电网提供黑启动电能，从而实现了陆上电网的黑启动，有效提高了陆上电网故障后的恢复速度，当陆上电网启动后，控制陆上电网向海上风电场中的风机提供启动电能，使得海上风电场中的风机启动。

下面通过一个具体的实施例来说明电网黑启动方法的具体步骤。

实施例：

当储能系统的容量配置较小时（小于预设配置值），海上风电场作为陆上电网黑启动主电源，具体黑启动策略为：

1.储能系统作为海上风电场中风机组的启动电源，首先闭合开关BRK3，通过柔直系统的直流线路为陆上换流阀、海上换流阀以及海缆充电；

2.接着闭合开关BRK1和BRK2，解锁陆上换流阀和海上换流阀，由储能系统为海上风电机组供电，启动海上风场；

3.海上风场完成启动后，海上风电场和储能系统协调控制共同运行在构网模式下；

4.闭合开关BRK4、BRK5、BRK6、BRK7、BRK8、BRK9、BRK10和BRK11，对黑启动路径上的输电线路、变压器等进行充电；

5.接着先启动火电机组辅机；

6.待达到火电机组的启动条件后启动火电机组，最终恢复供电完成电网黑启动。

当储能容量配置较大时，储能系统直接作为黑启动主电源，具体黑启动策略为：

1.闭合开关BRK3，启动储能系统，为陆上换流阀充电；

2.解锁陆上换流阀，储能系统和陆上换流阀共同运行在构网模式下；

3.之后闭合开关BRK4、BRK5、BRK6、BRK7、BRK8、BRK9、BRK10和BRK11，对黑启动路径上的输电线路、变压器等进行充电；

4.接着先启动火电机组辅机；

5.待达到火电机组的启动条件后启动火电机组，最终恢复供电完成电网黑启动；

6.电网恢复供电后，闭合开关BRK1和BRK2，陆上电网经陆上换流站和海缆向海上换流站送电，完成海上风场的启动。

在本实施例中还提供了一种电网黑启动装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

本实施例提供一种电网黑启动装置，应用于上述实施例中的基于海上直流送出的电网黑启动系统，如图6所示，包括：

第一发送模块601，用于当接收到电网黑启动指令时，向第一断路器发送闭合指令，闭合指令用于控制第一断路器闭合，第一断路器闭合后，储能系统为陆上换流阀以及海上换流阀充电；

第一获取模块602，用于当储能系统的电容量配置小于预设配置值时，获取陆上换流阀的第一充电电压以及海上换流阀的第二充电电压；

第二发送模块603，用于当第一充电电压大于第一阈值，向陆上换流阀发送第一解锁指令，第一解锁指令用于控制陆上换流阀解锁；

第三发送模块604，用于当第二充电电压大于第二阈值，向海上换流阀发送第二解锁指令，第二解锁指令用于控制海上换流阀解锁；

第一控制模块605，用于当检测到陆上换流阀和海上换流阀解锁，控制储能系统经过海上换流阀向海上风电场中的风机提供启动电能；

第二控制模块606，用于当检测到海上风电场中的风机启动，则控制海上风电场以及储能系统共同经过陆上换流阀为陆上电网提供黑启动电能。

在一些可选的实施方式中，该装置还包括：第二获取模块，用于当储能系统的电容量配置大于预设配置值时，获取陆上换流阀的第三充电电压；第四发送模块，用于当第三充电电压大于第一阈值，向陆上换流阀发送第三解锁指令，第三解锁指令用于控制陆上换流阀解锁；第三控制模块，用于当检测到陆上换流阀解锁，控制储能系统经过陆上换流阀为陆上电网提供黑启动电能。

在一些可选的实施方式中，陆上电网包括火电机组辅机以及火电机组，第二控制模块，包括：获取单元，用于获取火电机组辅机的变压器侧电压；发送单元，用于当火电机组辅机的变压器侧电压大于预设值，向火电机组辅机发送启动指令，启动指令用于控制火电机组辅机启动；控制单元当检测到火电机组辅机启动，则控制火电机组启动。

在一些可选的实施方式中，装置还包括：第四控制模块，用于当检测到电网启动后，控制陆上电网经过陆上换流阀和海上换流阀向海上风电场输送电能，使得海上风电场的启动。

上述各个模块和单元的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。

本实施例中的电网黑启动装置是以功能单元的形式来呈现，这里的单元是指ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）电路，执行一个或多个软件或固定程序的处理器和存储器，和/或其他可以提供上述功能的器件。

本发明实施例还提供一种计算机设备，具有上述图6所示的电网黑启动装置。

请参阅图7，图7是本发明可选实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，如图7所示，该计算机设备包括：一个或多个处理器10、存储器20，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相通信连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在计算机设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在一些可选的实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个计算机设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图7中以一个处理器10为例。

处理器10可以是中央处理器，网络处理器或其组合。其中，处理器10还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路，可编程逻辑器件或其组合。上述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件，现场可编程逻辑门阵列，通用阵列逻辑或其任意组合。

其中，存储器20存储有可由至少一个处理器10执行的指令，以使至少一个处理器10执行实现上述实施例示出的方法。

存储器20可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些可选的实施方式中，存储器20可选包括相对于处理器10远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

存储器20可以包括易失性存储器，例如，随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；存储器20还可以包括上述种类的存储器的组合。

该计算机设备还包括通信接口30，用于该计算机设备与其他设备或通信网络通信。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，上述根据本发明实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可记录在存储介质，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程存储介质或非暂时机器可读存储介质中并将被存储在本地存储介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件的存储介质上的这样的软件处理。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体、随机存储记忆体、快闪存储器、硬盘或固态硬盘等；进一步地，存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件，当软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现上述实施例示出的方法。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于海上直流送出的电网黑启动系统，其特征在于，所述系统包括：海上风电场、海上换流阀、直流海缆、储能系统、陆上换流阀以及陆上电网；

所述海上换流阀经过海上汇流母线与所述海上风电场连接，所述海上换流阀还经过所述直流海缆与所述陆上换流阀连接，所述储能系统通过第一断路器并联在所述陆上换流阀的直流侧，所述陆上换流阀经过陆上变压器与所述陆上电网连接；

当所述储能系统的电容量配置小于预设配置值时，所述储能系统用于为所述海上风电场提供启动电能，并与启动后的海上风电场共同为所述陆上电网提供黑启动电能。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述储能系统的电容量配置大于预设配置值时，所述储能系统，还用于直接为陆上电网提供黑启动电能，使得所述陆上电网启动。

3.一种电网黑启动方法，其特征在于，应用于如权利要求1或2所述的基于海上直流送出的电网黑启动系统，所述方法包括：

当接收到电网黑启动指令时，向第一断路器发送闭合指令，所述闭合指令用于控制所述第一断路器闭合，所述第一断路器闭合后，所述储能系统为所述陆上换流阀以及所述海上换流阀充电；

当所述储能系统的电容量配置小于预设配置值时，获取所述陆上换流阀的第一充电电压以及所述海上换流阀的第二充电电压；

当所述第一充电电压大于第一阈值，向所述陆上换流阀发送第一解锁指令，所述第一解锁指令用于控制所述陆上换流阀解锁；

当所述第二充电电压大于第二阈值，向所述海上换流阀发送第二解锁指令，所述第二解锁指令用于控制所述海上换流阀解锁；

当检测到所述陆上换流阀和海上换流阀解锁，控制所述储能系统经过所述海上换流阀向海上风电场中的风机提供启动电能；

当检测到所述海上风电场中的风机启动，则控制海上风电场以及所述储能系统共同经过所述陆上换流阀为所述陆上电网提供黑启动电能。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当接收到电网黑启动指令时，向第一断路器发送闭合指令之后，所述方法还包括：

当所述储能系统的电容量配置大于预设配置值时，获取所述陆上换流阀的第三充电电压；

当所述第三充电电压大于第一阈值，向所述陆上换流阀发送第三解锁指令，所述第三解锁指令用于控制所述陆上换流阀解锁；

当检测到所述陆上换流阀解锁，控制所述储能系统经过所述陆上换流阀为所述陆上电网提供黑启动电能。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述陆上电网包括火电机组辅机以及火电机组，当检测到所述海上风电场中的风机启动，则控制海上风电场以及所述储能系统共同经过所述陆上换流阀为所述陆上电网提供黑启动电能，包括：

获取所述火电机组辅机的变压器侧电压；

当所述火电机组辅机的变压器侧电压大于预设值，向所述火电机组辅机发送启动指令，所述启动指令用于控制所述火电机组辅机启动；

当检测到所述火电机组辅机启动，则控制所述火电机组启动。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，控制所述储能系统经过所述陆上换流阀为所述陆上电网提供黑启动电能之后，所述方法还包括：

当检测到所述电网启动后，控制所述陆上电网经过所述陆上换流阀和所述海上换流阀向所述海上风电场输送电能，使得所述海上风电场的启动。

7.一种电网黑启动装置，其特征在于，应用于如权利要求1或2所述的基于海上直流送出的电网黑启动系统，所述装置包括：

第一发送模块，用于当接收到电网黑启动指令时，向第一断路器发送闭合指令，所述闭合指令用于控制所述第一断路器闭合，所述第一断路器闭合后，所述储能系统为所述陆上换流阀以及所述海上换流阀充电；

第一获取模块，用于当所述储能系统的电容量配置小于预设配置值时，获取所述陆上换流阀的第一充电电压以及所述海上换流阀的第二充电电压；

第二发送模块，用于当所述第一充电电压大于第一阈值，向所述陆上换流阀发送第一解锁指令，所述第一解锁指令用于控制所述陆上换流阀解锁；

第三发送模块，用于当所述第二充电电压大于第二阈值，向所述海上换流阀发送第二解锁指令，所述第二解锁指令用于控制所述海上换流阀解锁；

第一控制模块，用于当检测到所述陆上换流阀和海上换流阀解锁，控制所述储能系统经过所述海上换流阀向海上风电场中的风机提供启动电能；

第二控制模块，用于当检测到所述海上风电场中的风机启动，则控制海上风电场以及所述储能系统共同经过所述陆上换流阀为所述陆上电网提供黑启动电能。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二获取模块，用于当所述储能系统的电容量配置大于预设配置值时，获取所述陆上换流阀的第三充电电压；

第四发送模块，用于当所述第三充电电压大于第一阈值，向所述陆上换流阀发送第三解锁指令，所述第三解锁指令用于控制所述陆上换流阀解锁；

第三控制模块，用于当检测到所述陆上换流阀解锁，控制所述储能系统经过所述陆上换流阀为所述陆上电网提供黑启动电能。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求3至6中任一项所述的电网黑启动方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求3至6中任一项所述的电网黑启动方法。