CN118074556A - 功率变换器、供电系统及黑启动方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种功率变换器、供电系统及黑启动方法，该功率变换器包括控制器和逆变电路；当交流母线的电压小于第一电压阈值，控制器用于控制逆变电路向交流母线输出幅值为第一初始电压的交流电，再控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电；当交流母线的电压大于或等于第二电压阈值且小于交流母线的额定电压，控制器还用于控制逆变电路向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，再控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电。采用本申请，功率变换器可以在不依赖与其他功率变换器进行信息交互的前提下带载黑启动，可靠性高，结构简单，成本低，适用性强。

Description

功率变换器、供电系统及黑启动方法

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种功率变换器、供电系统及黑启动方法。

背景技术

在电力电子技术领域中，功率变换器可以为负载(例如，本地用电设备)供电，功率变换器通常包括多个功率变换器，多个功率变换器分别将直流电源(例如光伏组件、储能电池等)传输的直流电能转换成交流电能传输至交流母线，并通过交流母线将交流电能提供给负载端。在供电系统的首次启动或者重新启机的过程中，需要各功率变换器进行带载黑启动，以向负载端传输电能。然而，由于无法确定负载端的用电功率，当负载端的用电功率过大或者部分功率变换器完成黑启动的时间不同步(也即，串行启动)，导致系统的输出功率小于负载端的用电功率，可能会造成黑启动失败。在现有技术中，通常在功率变换器之间加装信息传递模块，或者在供电系统内加装上层控制器，以使得各个功率变换器同步向负载输出交流电能。然而，这些黑启动方法较为繁琐，黑启动过程完全依赖于系统中的信息传递模块或控制器使得各个功率变换器之间耦合，并不适用于各功率变换器之间不存在信息交互的供电系统，且启动方法复杂，系统布设成本高，可靠性低，适应性差。

发明内容

本申请提供了一种功率变换器、供电系统及黑启动方法，可以在不依赖与其他功率变换器进行信息交互的前提下基于交流母线的电压实现带载黑启动，可靠性高，结构简单，成本低，适用性强。

第一方面，本申请提供了一种功率变换器，该功率变换器包括控制器和逆变电路。这里，逆变电路的直流端可用于连接光伏组件或储能电池，逆变电路的交流端可用于与其他功率变换器并联于交流母线后连接负载，控制器可连接逆变电路。在黑启动的过程中，当交流母线的电压小于第一电压阈值，控制器可用于控制逆变电路向交流母线输出幅值为第一初始电压的交流电，再控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电，以完成黑启动。这里，第一初始电压大于或等于第一电压阈值且小于交流母线的额定电压。在黑启动的过程中，当交流母线的电压大于或等于第二电压阈值且小于交流母线的额定电压，控制器可用于控制逆变电路向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，再控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线电压的额定电压的交流电，以完成黑启动。这里，幅值为第二初始电压的交流电的电压与所述交流母线的电压同步，第二电压阈值大于或等于第一电压阈值。

在本申请中，在供电系统中的各功率变换器首次启动或者重新启机的过程中，需要各功率变换器进行带载黑启动，以向负载端传输电能。这里，功率变换器需要与系统中的其他功率变换器在一段启动时间里一起启动，使得多台功率变换器的发电功率大于负载的用电功率，以完成系统的黑启动。具体而言，功率变换器中的控制器可以在初始化完成后获取交流母线的电压，进而通过交流母线的电压大小判断是否有其他功率变换器向交流母线供电。

采用本申请，功率变换器可以基于交流母线的电压判断是否有其他功率变换器向交流母线供电，进而基于交流母线的电压大小向交流母线输出不同大小的初始电压，再提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压。这里，功率变换器可以在不依赖与其他功率变换器或者上层控制器进行通信或者交互的场景中实现带载黑启动，可靠性高，结构简单，成本低，适用性强。

在一种可能的实施方式中，当交流母线的电压在设定时间内持续小于第一电压阈值，控制器可用于控制逆变电路向交流母线输出幅值为第一初始电压的交流电。

这里，由于多个功率变换器的完成初始化的时间可能不同，也即各功率变换器的上电时刻可能不同，功率变换器可以在设定时间内持续获取交流母线的电压，以便于更准确地判断是否有其他功率变换器向交流母线供电。这里的设定时间可以是功率变换器上电时刻至延迟启动时刻之间的时长，延迟启动时刻可以是基于应用场景设置的功率变换器延迟启动的时刻。也就是说，这里的控制器可以在设定时间内持续获取交流母线的电压，当交流母线的电压在设定时间内持续小于第一电压阈值，可以认为此时系统中没有其他功率变换器向交流母线供电。这里，上电时刻比较早的功率变换器可以在设定时间内判断没有其他功率变换器向交流母线供电后再向交流母线供电，可以进一步提升黑启动的成功率。

在一种可能的实施方式中，这里的控制器还可用于控制逆变电路按照设定电压步长或者设定电压变化率，提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压。这里，可以在各功率变换器中预设一种提升输出电压的方式，以保证各功率变换器在提升输出电压的过程中依然保持同步，具体而言，可以预设各功率变换器的设定电压步长或者设定电压变化率，进而各功率变换器的控制器可以控制逆变电路按照同样的设定电压步长或者设定电压变化率等参数，同步提升向交流母线输出的交流电的电压，以避免在提升电压的过程中因输出的交流电的电压不同步导致功率变换器之间产生较大的环流而造成黑启动失败，控制方法简便，可靠性高，适用性强。

在一种可能的实施方式中，在向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电后，当交流母线的电压小于或等于第三电压阈值，交流母线掉电。这里的控制器还可用于在交流母线掉电后，再次进行黑启动。这里，当系统中负载的用电功率过大，或者系统中同时启动的功率变换器数量太少导致输出给交流母线的功率太小等情况发生时，都可能导致交流母线掉电，系统的黑启动失败。例如，系统中的各功率变换器的上电时刻不同，当一些功率变换器的上电时刻较早，另一些功率变换器的上电时刻较晚，则可能出现一些功率变换器在向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电之后，而另一些功率变换器并未开始输出电压的现象，可能导致输出交流母线的额定电压的这些功率变换器的输出功率小于负载的用电功率，进而导致交流母线在掉电检测时间内掉电。因此可以理解，在向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电后，当交流母线的电压小于或等于第三电压阈值，交流母线掉电，可以认为功率变换器的黑启动失败，控制器可以再次进行黑启动，判断方法简便，避免在交流母线掉电后持续向交流母线输出电能，进而节约供能成本。

在一种可能的实施方式中，在交流母线掉电后，当交流母线的电压在设定等待时间内持续小于第一电压阈值，控制器还可用于在设定等待时间结束后再次进行黑启动。这里，在交流母线掉电之后，或者说在黑启动失败后，功率变换器可以重新进行黑启动，也即再次进行黑启动。可以理解，控制器可以在交流母线掉电后等待一段时间，也即设定等待时间后再次进行黑启动。这里，设置设定等待时间可以尽可能地保证系统中更多的功率变换器完成初始化，也即处于上电状态，同时避免功率变换器在设定等待时间内频繁尝试进行黑启动。

采用本申请，功率变换器可以在设定等待时间内等待其他功率变换器处于上电状态，同时检测在设定等待时间内是否有其他功率变换器向交流母线供电。如果在设定等待时间内没有其他功率变换器向交流母线供电，功率变换器可以在设定等待时间后再次进行黑启动。这里，在交流母线掉电后，功率变换器可以在不依赖与其他功率变换器或者上层控制器进行通信或者交互的场景中再次带载黑启动，进一步提升黑启动的成功率和可靠性，成本低，适用性强。

在一种可能的实施方式中，在交流母线掉电后，当交流母线的电压在设定等待时间内大于或等于第二电压阈值，控制器可用于控制逆变电路向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，以再次进行黑启动。这里，在设定等待时间里，如果交流母线的电压大于第二电压阈值，说明存在其他功率变换器向交流母线供电。此时，功率变换器可以立刻再次进行黑启动，也即，功率变换器可以向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，或者说向交流母线输出电压与交流母线的电压同步的交流电，控制方法简便，可靠性高，适用性强。

在一种可能的实施方式中，在第六种可能的实施方式中，这里的控制器还可用于在再次进行黑启动失败后，延长设定等待时间。可以理解，功率变换器可以延长设定等待时间，以在设定等待时间里等待更多的功率变换器上电成功，或者等待负载的用电功率降低，更进一步提高再次黑启动的成功率和可靠性，成本低，适用性强。

在一种可能的实施方式中，在第七种可能的实施方式中，这里的控制器还可用于在设定等待时间大于等待时间阈值且交流母线的电压小于第一电压阈值，或者重新进行黑启动的次数大于或等于重启阈值且交流母线的电压小于第一电压阈值，停止再次进行黑启动。可以理解，当负载的用电功率过大，大于系统的输出功率，或者当系统中的其他功率变换器出现故障导致上电失败需要检修等情况出现，都可能导致系统暂时无法黑启动成功。此时，功率变换器可以基于重新进行黑启动的次数过多，或者设定等待时间过长而停止黑启动。进一步可以理解，如果在停止黑启动之后，如果交流母线的电压大于或等于第二电压阈值，功率变换器得到还有其他功率变换器向交流母线供电，并基于交流母线的电压重新进行黑启动，判断方法简便，避免过多次进行黑启动，进一步节约供能成本。

第二方面，本申请提供了一种供电系统，该供电系统可包括多个如第一方面或者第一方面任一种可能的实施方式中的功率变换器，多个功率变换器中的各个功率变换器的逆变电路的直流端分别可用于连接直流电源，各个功率变换器的逆变电路的交流端可用于并联于交流母线后连接负载。

采用本申请，系统中的各功率变换器可以在设定时间内，基于交流母线的电压判断是否有其他功率变换器向交流母线供电，进而基于交流母线的电压大小向交流母线输出不同大小的初始电压，再提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压。这里，各功率变换器可以在不依赖与其他功率变换器或者上层控制器进行通信或者交互的场景中实现带载黑启动，可靠性高，结构简单，成本低，适用性强。

第三方面，本申请提供了一种黑启动方法，该方法包括：在黑启动过程中，当交流母线的电压小于第一电压阈值，控制逆变电路向交流母线输出幅值为第一初始电压的交流电，再控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电，以完成黑启动，第一初始电压大于或等于第一电压阈值且小于交流母线的额定电压；

在黑启动过程中，当交流母线的电压大于或等于第二电压阈值且小于交流母线的额定电压，控制逆变电路向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，幅值为第二初始电压的交流电的电压与交流母线的电压同步，再控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电，以完成黑启动，第二电压阈值大于或等于第一电压阈值。

在本申请中，功率变换器中的控制器可以在初始化完成后获取交流母线的电压，进而通过交流母线的电压大小判断是否有其他功率变换器向交流母线供电。采用本申请，功率变换器可以在设定时间内，基于交流母线的电压判断是否有其他功率变换器向交流母线供电，进而基于交流母线的电压大小向交流母线输出不同大小的初始电压，再提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压。这里，功率变换器可以在不依赖与其他功率变换器或者上层控制器进行通信或者交互的场景中实现带载黑启动，可靠性高，结构简单，成本低，适用性强。

在一种可能的实施方式中，当交流母线的电压小于第一电压阈值，控制逆变电路向交流母线输出幅值为第一初始电压的交流电，包括：

当交流母线的电压在设定时间内持续小于第一电压阈值，控制逆变电路向交流母线输出幅值为第一初始电压的交流电。

这里，由于多个功率变换器的完成初始化的时间可能不同，也即各功率变换器的上电时刻可能不同，功率变换器可以在设定时间内持续获取交流母线的电压，以便于更准确地判断是否有其他功率变换器向交流母线供电。这里的设定时间可以是功率变换器上电时刻至延迟启动时刻之间的时长，延迟启动时刻可以是基于应用场景设置的功率变换器延迟启动的时刻。也就是说，这里的控制器可以在设定时间内持续获取交流母线的电压，当交流母线的电压在设定时间内持续小于第一电压阈值，可以认为此时系统中没有其他功率变换器向交流母线供电。这里，上电时刻比较早的功率变换器可以在设定时间内判断没有其他功率变换器向交流母线供电后再向交流母线供电，可以进一步提升黑启动的成功率。

在一种可能的实施方式中，控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电，可包括：控制逆变电路按照设定电压步长或者设定电压变化率，提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压。

这里，可以在各功率变换器中预设一种提升输出电压的方式，以保证各功率变换器在提升输出电压的过程中依然保持同步，具体而言，可以预设各功率变换器的设定电压步长或者设定电压变化率，进而各功率变换器的控制器可以控制逆变电路按照同样的设定电压步长或者设定电压变化率等参数，同步提升向交流母线输出的交流电的电压，以避免在提升电压的过程中因输出电压不同步导致功率变换器之间产生较大的环流而造成黑启动失败，控制方法简便，可靠性高，适用性强。

在一种可能的实施方式中，在向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电之后，当交流母线的电压小于或等于第三电压阈值，交流母线掉电，方法还包括：在交流母线掉电后，再次进行黑启动。

这里，当系统中负载的用电功率过大，或者系统中同时启动的功率变换器数量太少导致输出给交流母线的功率太小等情况发生时，都可能导致交流母线掉电，系统的黑启动失败。因此可以理解，控制器可以在控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电之后，在掉电检测时间内持续获取交流母线的电压，当交流母线的电压小于或等于第三电压阈值，交流母线掉电，可以再次进行黑启动，判断方法简便，避免在交流母线掉电后持续向交流母线输出电能，进而节约供能成本。

在一种可能的实施方式中，在交流母线掉电之后，方法还包括：当交流母线的电压在设定等待时间内持续小于第一电压阈值，在设定等待时间结束后再次进行黑启动。

可以理解，在交流母线掉电之后，或者说在交流母线掉电后，功率变换器可以重新进行黑启动，也即再次进行黑启动。可以理解，控制器可以在交流母线掉电后等待一段时间，也即设定等待时间后再次进行黑启动。这里，设置设定等待时间可以尽可能地保证系统中更多的功率变换器完成初始化，也即处于上电状态，同时避免功率变换器在设定等待时间内频繁尝试进行黑启动。

采用本申请，功率变换器可以在设定等待时间内等待其他功率变换器处于上电状态，同时检测在设定等待时间内是否有其他功率变换器向交流母线供电。如果在设定等待时间内没有其他功率变换器向交流母线供电，功率变换器可以在设定等待时间后再次进行黑启动。这里，在交流母线掉电后，功率变换器可以在不依赖与其他功率变换器或者上层控制器进行通信或者交互的场景中再次带载黑启动，进一步提升黑启动的成功率和可靠性，成本低，适用性强。

在一种可能的实施方式中，在交流母线掉电之后，方法还包括：当在设定等待时间内交流母线的电压大于或等于第二电压阈值，控制逆变电路向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电。

这里，在设定等待时间里，如果交流母线的电压大于第二电压阈值，说明存在其他功率变换器向交流母线供电。此时可以立刻再次进行黑启动，也即，功率变换器可以向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，或者说向交流母线输出电压与交流母线的电压同步的交流电，控制方法简便，可靠性高，适用性强。

附图说明

图1是本申请实施例提供的功率变换器的一应用场景示意图；

图2是本申请实施例提供的功率变换器的一结构示意图；

图3是本申请实施例提供的功率变换器的一启动波形示意图；

图4是本申请实施例提供的功率变换器的另一启动波形示意图；

图5是本申请实施例提供的功率变换器的另一应用场景示意图；

图6是本申请实施例提供的供电系统的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的黑启动方法的一流程示意图；

图8是本申请实施例提供的黑启动方法的另一流程示意图；

图9是本申请实施例提供的黑启动方法的另一流程示意图；

图10是本申请实施例提供的黑启动方法的另一流程示意图。

具体实施方式

本申请提供的功率变换器可以适用于新能源发电领域，传统发电调峰调频领域，重要设备供电领域等多种应用领域，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。本申请提供的供电系统可适用于大型光伏电站、工商业发电、户用发电等不同的场景，在此不做限制。下面将以光伏供电环境作为功率变换器的应用场景为例进行说明，以下不再赘述。

请参见图1，图1是本申请实施例提供的功率变换器的一应用场景示意图。本申请提供的功率变换器适用于供电系统，如图1所示，该供电系统包括多个功率变换器，也即功率变换器1a至功率变换器1n。功率变换器1a至功率变换器1n中的各功率变换器的一端可以连接对应的直流电源，也即直流电源2a至直流电源2n。各功率变换器的另一端可以并联于交流母线后连接负载3。为了表述方便，在以功率变换器1a至功率变换器1n中的全部功率变换器为例介绍供电系统中功率变换器的工作方式及连接关系时，统一将功率变换器表述为功率变换器1，将直流电源统一表述为直流电源2，以下不再赘述。在一些可行的实施方式中，功率变换器1可以将直流电源2提供的直流电能转换为交流电能传输给负载3。例如，功率变换器1可以包括光伏逆变器和储能变流器，直流电源2可包括储能电池和光伏组件，功率变换器1可以将储能电池储存的电能或者光伏组件产生的直流电能转换为交流电能传输给负载3。可以理解，本申请提供的直流电源2适用于通过功率变换器1连接负载3(例如，交流电网和交流负载)为在无市电或者市电差的偏远地区的基站设备供电，或者为家用设备(如冰箱、空调等等)供电等为多种类型的用电设备供电的应用场景中，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。进一步可以理解，负载3可以包括传输线、电力中转站点、通信基站或者家用设备等用电设备或电力传输设备。可以理解，本申请提供的直流电源2可以包括储能电池等直流储能设备，或者包括其他可以产生直流电的电源，也可以包括具有直流电能输出功能的前级电路，例如DC/DC变压电路或者AC/DC电路等功能电路。

本申请仅以直流电源2通过功率变换器1向负载3供电为例，对本申请提供的功率变换器和供电系统进行介绍，可以理解，本申请提供的功率变换器，也可以适用于其他供电系统或者供电场景，以下不再赘述。这里，功率变换器1可以在直流电源2和负载3之间进行电能传输，在供电系统中的各功率变换器1首次启动或者重新启机的过程中，需要各功率变换器1进行带载黑启动，以向负载3端传输电能。在本申请实施例中，供电系统中的任一个功率变换器1可以限定为功率变换器1a。应当理解的，当供电系统具有多个功率变换器1时，每个功率变换器1的控制方式和电路设计是类似的，因此以下主要以一个功率变换器1a为例进行介绍。也就是说，功率变换器1a需要与系统中的其他功率变换器在一段启动时间里一起启动，使得多台功率变换器的发电功率大于负载3的用电功率，以完成系统的黑启动。换句话说，多台功率变换器同时启动，可以避免当负载3端的用电功率过大或者多个功率变换器串行启动，导致系统的输出功率小于负载3端的用电功率造成的黑启动失败，或者说造成交流母线掉电。以功率变换器1a为例，具体请一并结合图2，图2是本申请实施例提供的功率变换器的一结构示意图。如图2所示，功率变换器1a可包括控制器11a和逆变电路12a。这里，逆变电路12a的直流端可用于连接直流电源2a，逆变电路12a的交流端可用于与其他功率变换器1a并联于交流母线后连接负载3，控制器11a可连接逆变电路12a。

在黑启动的过程中，当交流母线的电压小于第一电压阈值，控制器11a可用于控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为第一初始电压U0的交流电，再控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电，以完成黑启动。这里，第一初始电压U0大于或等于第一电压阈值且小于交流母线的额定电压。在黑启动的过程中，当交流母线的电压大于或等于第二电压阈值且小于交流母线的额定电压，控制器11a可用于控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，再控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为交流母线电压的额定电压的交流电，以完成黑启动。这里，幅值为第二初始电压的交流电的电压与所述交流母线的电压同步，第二电压阈值大于或等于第一电压阈值。

采用本申请，功率变换器1a可以基于交流母线的电压判断是否有其他功率变换器1a向交流母线供电，进而基于交流母线的电压大小向交流母线输出不同大小的初始电压，再提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压。这里，功率变换器1a可以在不依赖与其他功率变换器1a或者上层控制器11a进行通信或者交互的场景中实现带载黑启动，可靠性高，结构简单，成本低，适用性强。

请一并参见图3，图3是本申请实施例提供的功率变换器的一启动波形示意图。如图3中的(a)部分所示，当交流母线的电压在设定时间内持续小于第一电压阈值，这里的控制器11a可用于控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为第一初始电压U0的交流电。这里，第一初始电压U0大于或等于第一电压阈值且小于交流母线的额定电压Un。具体请一并结合图3中的(b)部分，在控制器11a控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为第一初始电压U0的交流电之后，还可以控制逆变电路12a提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压Un，以完成黑启动。这里，设定时间可以为功率变换器1a上电时刻至延迟启动时刻T0之间的时长，可以理解，在这种应用场景中，功率变换器1a的上电时刻与图3中的0时刻重合，功率变换器1a的延迟启动时刻T0与图3中的Ta时刻重合。

在一些应用场景中，由于各功率变换器的上电时刻不同，导致各功率变换器对应的延迟启动时刻T0也不同。请再次参见如图3中的(b)部分，功率变换器1a的上电时刻可能在0时刻之后，也即功率变换器1a对应的延迟启动时刻T0可能在图3中的Ta时刻之后，以Tb时刻处于功率变换器1a的设定时间内为例，在设定时间内当交流母线的电压大于或等于第二电压阈值且小于交流母线的额定电压Un，控制器11a还可用于控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电。这里，第二电压阈值大于或等于第一电压阈值，幅值为第二初始电压的交流电的电压与交流母线的电压同步，也即第二初始电压的大小等于Tb时刻对应的交流母线的电压Ub，且第二初始电压的相位与Tb时刻对应的交流母线的电压Ub对应的相位相同。在控制器11a控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电之后，还可以控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电Un，以完成黑启动。

具体而言，功率变换器1a中的控制器11a可以在初始化完成后获取交流母线的电压，进而通过交流母线的电压大小判断是否有其他功率变换器1a向交流母线供电。由于多个功率变换器1a的完成初始化的时间可能不同，也即各功率变换器1a的上电时刻可能不同，功率变换器1a可以在设定时间内持续获取交流母线的电压，以便于更准确地判断是否有其他功率变换器1a向交流母线供电。这里的设定时间可以是功率变换器1a上电时刻至延迟启动时刻T0之间的时长，延迟启动时刻T0可以是基于应用场景设置的功率变换器1a延迟启动的时刻。也就是说，这里的控制器11a可以在设定时间内持续获取交流母线的电压，当交流母线的电压在设定时间内持续小于第一电压阈值，可以认为此时系统中没有其他功率变换器1a向交流母线供电。此时，控制器11a可以控制逆变电路12a向交流母线输出一个大于或等于第一电压阈值的电压，也即，第一初始电压U0。在控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为第一初始电压U0的交流电之后，控制器11a还可以控制逆变电路12a提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压Un，以完成黑启动。这里，上电时刻比较早的功率变换器可以在设定时间内判断没有其他功率变换器向交流母线供电后再向交流母线供电，可以进一步提升黑启动的成功率。

在一些应用场景中，这里的控制器11a还可以在设定时间内持续获取交流母线的电压，当交流母线的电压在设定时间内大于或等于第二电压阈值且小于交流母线的额定电压Un，可以认为此时系统中有其他功率变换器1a向交流母线供电。此时，控制器11a可以控制逆变电路12a向交流母线输出一个与交流母线的电压同步的电压，也即，第二初始电压。在控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电之后，控制器11a还可以控制逆变电路12a提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压Un，以完成黑启动。

在一些应用场景中，由于各功率变换器的上电时刻不同，导致各功率变换器对应的延迟启动时刻T0也不同，请再次参见如图3中的(b)部分，以Tc时刻处于功率变换器1a的设定时间内为例，当交流母线的电压大于或等于交流母线的额定电压Un时，这里的控制器11a还可用于控制逆变电路12a向交流母线输出电压与交流母线的电压同步的交流电。这里，由于系统中各功率变换器1a的上电时刻可能不同，功率变换器1a可能在其他功率变换器1a提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压Un后才完成初始化上电，此时，交流母线的电压可能大于或者等于交流母线的额定电压Un，控制器11a还可以控制逆变电路12a向交流母线输出电压与交流母线的电压同步的交流电，以使得功率变换器1a与其他功率变换器1a同步向负载3供电，进一步提升系统带载黑启动的成功率，控制方法简便，可靠性高，适用性强。

在一些应用场景中，这里的控制器11a还可用于控制逆变电路12a按照设定电压步长或者设定电压变化率，提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压Un。例如，这里的设定电压变化率可以是图3中(b)部分Ta时刻至Tn时刻中曲线的斜率。这里，可以在各功率变换器1a中预设一种提升输出电压的方式，以保证各功率变换器1a在提升输出电压的过程中依然保持同步，具体而言，可以预设各功率变换器1a的设定电压步长或者设定电压变化率，进而各功率变换器1a的控制器11a可以控制逆变电路12a按照同样的设定电压步长或者设定电压变化率等参数，同步提升向交流母线输出的交流电的电压，以避免在提升电压的过程中因输出电压不同步导致功率变换器之间产生较大的环流而造成黑启动失败，控制方法简便，可靠性高，适用性强。

在一些可行的实施方式中，在功率变换器1向交流母线输出幅值为第一初始电压U0的交流电的过程中，需要一段时间将功率变换器1的输出电压提升至对应的第一初始电压U0，此时需要进一步具体确定第一初始电压U0的大小。具体而言，如果第一初始电压U0的大小过大，则功率变换器1将输出电压提升至第一初始电压U0的时间可能过长，或者使得功率变换器1中的电容等电子元件中的充电电流过大。同时，如果第一初始电压U0的大小过小，则功率变换器1在输出幅值为第一初始电压U0的交流电，其他功率变换器可能并不容易交流母线上的电压变化。也就是说，第一初始电压U0的大小应大于或等于目标检测电压且小于或等于目标击穿电压。这里，目标检测电压用于标识在任一功率变换器向交流母线输出电压，其他功率变换器可以的交流母线上的电压变化，此时该任一功率变换器向交流母线输出的输出电压的最小值。这里，目标击穿电压可以用于标识功率变换器中电容的最大承受电压，也可以用于标识功率变换器在初始电压提升时间内以最大速率提升电压时可以达到的最大电压值。

具体请一并结合图4，图4是本申请实施例提供的功率变换器的另一启动波形示意图。如图4所示，以功率变换器1a向交流母线输出幅值为第一初始电压U0的交流电为例，这里，功率变换器1a对应的上电时刻为图4中的0时刻，且功率变换器1a对应的延迟启动时刻为图4中的T0′时刻。当交流母线的电压在设定时间内持续小于第一电压阈值，这里的控制器11a可用于控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为第一初始电压U0的交流电。也就是说，当交流母线的电压在0时刻至T0′时刻内持续小于第一电压阈值，控制器11a可以控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为第一初始电压U0的交流电。在T0′时刻至T0时刻内，逆变电路12a中的电容等元件会开始提升电压，以将逆变电路12a的输出电压的大小提升至第一初始电压U0。在一些可行的实施方式中，在T0′时刻至T0时刻内，可能有其他功率变换器也达到延迟启动时刻，例如功率变换器1n对应的延迟启动时刻为T1时刻，功率变换器1n中的控制器11n也在设定时间内交流母线的电压持续小于第一电压阈值，则功率变换器1n中的控制器11n也可以在T1时刻至T2时刻(这里，T2时刻在T0时刻之后，图4中未画出)内，控制逆变电路12n向交流母线输出幅值为第一初始电压U0的交流电。这里，可以将功率变换器的电压提升时间设置为一个比较小的值，也即T0′时刻至T0时刻和T1时刻至T2时刻都较短，也即可以认为功率变换器1a和功率变换器1n的输出电压是同步的。这里，每个功率变换器将电压提升至初始电压所对应的时长，可以基于具体应用场景设置，例如，可以基于逆变电路中的电容可以承受的电压，或者基于控制器获取交流母线的电压的时间，再或者基于各功率变换器的同步差异时间等因素进行确定。这里，任意多个功率变换器在同步差异时间内先后输出大小和相位均相同的电压，即可认为这几个功率变换器的输出电压同步。

在一些可行的实施方式中，在功率变换器1向交流母线输出幅值为第一初始电压的交流电的过程中，需要按照特定的相位输出幅值为第一初始电压U0的交流电，以便于其他功率变换器快速交流母线上的电压变化。例如，在功率变换器1中的逆变电路12为单相逆变电路时，第一初始电压U0的初始相位可以是90°或者270°。

在一些可行的实施方式中，在交流母线掉电后，当交流母线的电压在设定等待时间内持续小于第一电压阈值，控制器11a还可用于在设定等待时间结束时刻至设定时间内持续获取交流母线的电压，并基于交流母线在设定时间内的电压的大小控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为第一初始电压U0的交流电或者输出幅值为第二初始电压的交流电，以再次进行黑启动。这里，当系统中负载3的用电功率过大，或者系统中同时启动的功率变换器1数量太少导致输出给交流母线的功率太小等情况发生时，都可能导致黑启动失败，或者说交流母线掉电。在交流母线掉电后，功率变换器1可以重新进行黑启动，也即再次进行黑启动。以功率变换器1a为例，控制器11a可以在交流母线掉电后立刻再次进行黑启动，可以认为此时的设定等待时间为0。进一步可以理解，控制器11a也可以在交流母线掉电后等待一段时间后再次进行黑启动，此时设定等待时间大于0，设定等待时间的具体数值可以基于应用场景确定。这里，设置设定等待时间可以尽可能地保证系统中更多的功率变换器例如功率变换器1n完成初始化，也即处于上电状态，同时避免功率变换器1a在设定等待时间内频繁尝试进行黑启动。相应地，在设定等待时间里，如果交流母线的电压持续小于第一电压阈值，说明没有其他功率变换器1向交流母线供电。此时，与前次黑启动的过程类似，控制器11a可以在设定等待时间结束时刻至设定时间内持续获取交流母线的电压，并基于交流母线在设定时间内的电压的大小控制逆变电路12a向交流母线输出的输出电压的大小。也即，当交流母线的电压在设定时间内持续小于第一电压阈值，可以认为此时系统中没有其他功率变换器1向交流母线供电。控制器11a可以控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为第一初始电压U0的交流电，并且控制器11a还可以控制逆变电路12a提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压Un。进一步可以理解，当交流母线的电压在设定时间内大于或等于第二电压阈值且小于交流母线的额定电压Un，可以认为此时系统中有其他功率变换器1向交流母线供电。控制器11a可以控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，再控制逆变电路12a提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压Un。

采用本申请，功率变换器1a可以在设定等待时间内等待其他功率变换器1a处于上电状态，同时检测在设定等待时间内是否有其他功率变换器1a向交流母线供电。如果在设定等待时间内没有其他功率变换器1a向交流母线供电，功率变换器1a可以在设定等待时间之后的设定时间内，基于交流母线的电压的大小向交流母线输出不同大小的初始电压，再提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压Un。这里，在交流母线掉电后，功率变换器1a可以在不依赖与其他功率变换器1a或者上层控制器进行通信或者交互的场景中再次带载黑启动，进一步提升黑启动的成功率和可靠性，成本低，适用性强。

在一些可行的实施方式中，这里的控制器11a还可用于在设定等待时间内交流母线的电压大于或等于第二电压阈值，控制逆变电路12a向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，以再次进行黑启动。这里，控制器11a也可以在交流母线掉电后等待一段时间后再次进行黑启动，此时设定等待时间大于0，设定等待时间的具体数值可以基于应用场景确定。这里，设置设定等待时间可以尽可能地保证系统中更多的功率变换器1n完成初始化，也即处于上电状态，同时避免功率变换器1a在设定等待时间内频繁尝试进行黑启动。相应地，在设定等待时间里，如果交流母线的电压大于第二电压阈值，说明存在其他功率变换器1a向交流母线供电。此时，功率变换器1a可以立刻再次进行黑启动，也即，功率变换器1a可以向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，控制方法简便，可靠性高，适用性强。

在一些可行的实施方式中，这里的控制器11a还可用于在再次进行黑启动失败后，延长设定等待时间。可以理解，功率变换器1a可以延长设定等待时间，以在设定等待时间里等待更多的功率变换器1a上电成功，或者等待负载3的用电功率降低，更进一步提高再次黑启动的成功率和可靠性，成本低，适用性强。

具体请一并结合图5，图5是本申请实施例提供的功率变换器的另一应用场景示意图。如图5所示，当负载3的用电功率过大，大于系统的输出功率，或者当系统中的其他功率变换器，例如功率变换器1k，出现故障导致上电失败需要检修等情况出现，都可能导致系统暂时无法黑启动成功。以功率变换器1a为例，这里的控制器11a还可用于在设定等待时间大于等待时间阈值且交流母线的电压小于第一电压阈值，或者重新进行黑启动的次数大于或等于重启阈值且交流母线的电压小于第一电压阈值，停止黑启动。也即，功率变换器1a可以基于重新进行黑启动的次数过多，或者设定等待时间过长而停止黑启动。进一步可以理解，如果在停止黑启动之后，如果交流母线的电压大于或等于第二电压阈值，功率变换器1a得到还有其他功率变换器1a向交流母线供电，并基于交流母线的电压重新进行黑启动，判断方法简便，避免过多再次进行黑启动，进一步节约供能成本。

本申请还提供了一种供电系统，具体请参见图6，图6是本申请实施例提供的供电系统的一结构示意图。该供电系统可包括多个如图1-图5中任一种可能的实施方式中的功率变换器或其他功率变换器，本申请中仅以图1中的功率变换器为例进行介绍。如图6所示，该供电系统可包括功率变换器1a至功率变换器1n，功率变换器1a至功率变换器1n中的各个功率变换器的逆变电路(图中未画出)的直流端分别可以连接其对应的直流电源，也即直流电源2a至直流电源2n中的直流电源。各个功率变换器的逆变电路12a的交流端可用于并联于交流母线后连接负载3。

采用本申请，系统中的各功率变换器1a可以基于交流母线的电压判断是否有其他功率变换器1a向交流母线供电，进而基于交流母线的电压大小向交流母线输出不同大小的初始电压，再提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压Un。这里，各功率变换器1a可以在不依赖与其他功率变换器1a或者上层控制器进行通信或者交互的场景中实现带载黑启动，可靠性高，结构简单，成本低，适用性强。

请进一步参见图6，在一些可行的实施方式中，供电系统还可包括并网开关5，各个功率变换器1a的逆变电路12a的交流端还可用于并联于交流母线后通过并网开关5连接电网4。这里的各个功率变换器1a中的控制器11a分别可用于在电网4掉电或并网开关5断开时通过黑启动进行启机。

采用本申请，系统中的各功率变换器1a可以在电网4掉电，或并网开关5断开时，不依赖与其他功率变换器1a或者上层控制器进行通信或者交互的场景中实现带载黑启动，可靠性高，结构简单，成本低，适用性强。

本申请还提供了一种黑启动方法，具体请参见图7，图7是本申请实施例提供的黑启动方法的一流程示意图。该黑启动方法可适用于如图1-图6中任一种可能的实施方式中的功率变换器或供电系统中的功率变换器。功率变换器可包括控制器和逆变电路，逆变电路的直流端可用于连接直流电源，逆变电路的交流端可用于与其他功率变换器并联于交流母线后连接负载，控制器可连接逆变电路。如图7所示，该方法包括：

S701：在黑启动过程中，当交流母线的电压小于第一电压阈值，控制逆变电路向交流母线输出幅值为第一初始电压的交流电，再控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电。

S702：在黑启动过程中，当交流母线的电压大于或等于第二电压阈值且小于交流母线的额定电压，控制逆变电路向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，再控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电。

在本申请中，功率变换器中的控制器可以在初始化完成后获取交流母线的电压，进而通过交流母线的电压大小判断是否有其他功率变换器向交流母线供电。采用本申请，功率变换器可以在设定时间内，基于交流母线的电压判断是否有其他功率变换器向交流母线供电，进而基于交流母线的电压大小向交流母线输出不同大小的初始电压，再提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压。这里，功率变换器可以在不依赖与其他功率变换器或者上层控制器进行通信或者交互的场景中实现带载黑启动，可靠性高，结构简单，成本低，适用性强。

在一些可行的实施方式中，可以在各功率变换器中预设一种提升输出电压的方式，以保证各功率变换器在提升输出电压的过程中依然保持同步，具体而言，可以预设各功率变换器的设定电压步长或者设定电压变化率，进而各功率变换器的控制器可以控制逆变电路按照同样的设定电压步长或者设定电压变化率等参数，同步提升向交流母线输出的交流电的电压，以避免在提升电压的过程中因输出电压不同步导致功率变换器之间产生较大的环流而造成黑启动失败，控制方法简便，可靠性高，适用性强。

在一些可行的实施方式中，由于多个功率变换器的完成初始化的时间可能不同，也即各功率变换器的上电时刻可能不同，功率变换器可以在设定时间内持续获取交流母线的电压，以便于更准确地判断是否有其他功率变换器向交流母线供电。具体的控制方法请参见图8，图8是本申请实施例提供的黑启动方法的另一流程示意图。如图8所示，该方法可包括：

S801：当交流母线的电压在设定时间内持续小于第一电压阈值，控制逆变电路向交流母线输出幅值为第一初始电压的交流电，再控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电。

S802：当交流母线的电压在设定时间内大于或等于第二电压阈值且小于交流母线的额定电压，控制逆变电路向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，再控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电。

S803：当交流母线的电压大于或等于交流母线的额定电压，控制逆变电路向交流母线输出电压与交流母线的电压同步的交流电。

这里，由于多个功率变换器的完成初始化的时间可能不同，也即各功率变换器的上电时刻可能不同，功率变换器可以在设定时间内持续获取交流母线的电压，以便于更准确地判断是否有其他功率变换器向交流母线供电。这里的设定时间可以是功率变换器上电时刻至延迟启动时刻之间的时长，延迟启动时刻可以是基于应用场景设置的功率变换器延迟启动的时刻。也就是说，这里的控制器可以在设定时间内持续获取交流母线的电压，当交流母线的电压在设定时间内持续小于第一电压阈值，可以认为此时系统中没有其他功率变换器向交流母线供电。这里，上电时刻比较早的功率变换器可以在设定时间内判断没有其他功率变换器向交流母线供电后再向交流母线供电，可以进一步提升黑启动的成功率。可以理解，当交流母线的电压在设定时间内大于或等于第二电压阈值且小于交流母线的额定电压，可以认为此时系统中有其他功率变换器向交流母线供电。此时，可以控制逆变电路向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，再控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电。这里，交流母线的电压可能大于或者等于交流母线的额定电压，控制器还可以控制逆变电路向交流母线输出与交流母线的电压同步的输出电压，以使得功率变换器与其他功率变换器同步向负载供电，进一步提升系统带载黑启动的成功率，控制方法简便，可靠性高，适用性强。

在一些可行的实施方式中，在功率变换器向交流母线输出幅值为第一初始电压的交流电的过程中，需要一段时间将功率变换器的输出电压提升至对应的第一初始电压，此时需要进一步具体确定第一初始电压的大小。具体而言，如果第一初始电压的大小过大，则功率变换器将输出电压提升至第一初始电压的时间可能过长，或者使得功率变换器中的电容等电子元件中的充电电流过大。同时，如果第一初始电压的大小过小，则功率变换器在输出幅值为第一初始电压的交流电，其他功率变换器可能并不容易交流母线上的电压变化。也就是说，第一初始电压的大小应大于或等于目标检测电压且小于或等于目标击穿电压。这里，目标检测电压用于标识在任一功率变换器向交流母线输出电压，其他功率变换器可以的交流母线上的电压变化，此时该任一功率变换器向交流母线输出的输出电压的最小值。这里，目标击穿电压可以用于标识功率变换器中电容的最大承受电压，也可以用于标识功率变换器在初始电压提升时间内以最大速率提升电压时可以达到的最大电压值。

在一些可行的实施方式中，当系统中负载的用电功率过大，或者系统中同时启动的功率变换器数量太少导致输出给交流母线的功率太小等情况发生时，都可能导致交流母线掉电，系统的黑启动失败，控制器可以进行告警。具体的控制方法请参见图9，图9是本申请实施例提供的黑启动方法的另一流程示意图。如图9所示，该方法可包括：

S901：在向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电之后，在掉电检测时间内持续获取交流母线的电压。

S902：当重新交流母线的电压小于或等于第三电压阈值，控制器进行黑启动失败告警。

例如，系统中的各功率变换器的上电时刻不同，当一些功率变换器的上电时刻较早，另一些功率变换器的上电时刻较晚，则可能出现一些功率变换器在向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电之后，而另一些功率变换器并未开始输出电压的现象，可能导致输出交流母线的额定电压的这些功率变换器的输出功率小于负载的用电功率，进而导致交流母线在掉电检测时间内掉电。在具体应用中，可以基于应用场景中确定掉电检测时间的具体时长。因此可以理解，控制器可以在控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电之后，在掉电检测时间内持续获取交流母线的电压，当交流母线的电压小于或等于第三电压阈值，控制器可以进行黑启动失败告警，判断方法简便，避免在交流母线掉电后持续向交流母线输出电能，进而节约供能成本。

在一些可行的实施方式中，在交流母线掉电后，功率变换器可以重新进行黑启动，也即再次进行黑启动。请参见图10，图10是本申请实施例提供的黑启动方法的另一流程示意图。如图10所示，该方法可包括：

S1001：在向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电之后，当交流母线的电压小于或等于第三电压阈值，交流母线掉电。

S1002：当交流母线的电压在设定等待时间内持续小于第一电压阈值，在设定等待时间结束后再次进行黑启动。

S1003：当交流母线的电压在设定等待时间内大于或等于第二电压阈值，控制逆变电路向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电。

这里，当系统中负载的用电功率过大，或者系统中同时启动的功率变换器数量太少导致输出给交流母线的功率太小等情况发生时，都可能导致黑启动失败，或者说交流母线掉电。在交流母线掉电后，功率变换器可以重新进行黑启动，也即再次进行黑启动。可以理解，控制器可以在交流母线掉电后立刻再次进行黑启动，可以认为此时的设定等待时间为0。进一步可以理解，控制器也可以在交流母线掉电后等待一段时间后再次进行黑启动，此时设定等待时间大于0，设定等待时间的具体数值可以基于应用场景确定。这里，设置设定等待时间可以尽可能地保证系统中更多的功率变换器完成初始化，也即处于上电状态，同时避免功率变换器在设定等待时间内频繁尝试进行黑启动。相应地，在设定等待时间里，如果交流母线的电压持续小于第一电压阈值，说明没有其他功率变换器向交流母线供电。此时，与前次黑启动的过程类似，控制器可以在设定等待时间结束时刻至设定时间内持续获取交流母线的电压，并基于交流母线在设定时间内的电压的大小控制逆变电路向交流母线输出的输出电压的大小。也即，当交流母线的电压在设定时间内持续小于第一电压阈值，可以认为此时系统中没有其他功率变换器向交流母线供电。控制器可以控制逆变电路向交流母线输出幅值为第一初始电压的交流电，并且控制器还可以控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电。可以理解，当交流母线的电压在设定时间内大于或等于第二电压阈值且小于交流母线的额定电压，可以认为此时系统中有其他功率变换器向交流母线供电。控制器可以控制逆变电路向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，再控制逆变电路向交流母线输出幅值为交流母线的额定电压的交流电。

采用本申请，功率变换器可以在设定等待时间内等待其他功率变换器处于上电状态，同时检测在设定等待时间内是否有其他功率变换器向交流母线供电。如果在设定等待时间内没有其他功率变换器向交流母线供电，功率变换器可以在设定等待时间之后的设定时间内，基于交流母线的电压的大小向交流母线输出不同大小的初始电压，再提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压。这里，在交流母线掉电后，功率变换器可以在不依赖与其他功率变换器或者上层控制器进行通信或者交互的场景中再次带载黑启动，进一步提升黑启动的成功率和可靠性，成本低，适用性强。

在一些可行的实施方式中，在交流母线掉电之后，方法还可包括：当在设定等待时间内交流母线的电压大于或等于第二电压阈值，控制逆变电路向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，以再次进行黑启动。

这里，控制器也可以在交流母线掉电后等待一段时间后再次进行黑启动，此时设定等待时间大于0，设定等待时间的具体数值可以基于应用场景确定。这里，设置设定等待时间可以尽可能地保证系统中更多的功率变换器完成初始化，也即处于上电状态，同时避免功率变换器在设定等待时间内频繁尝试进行黑启动。相应地，在设定等待时间里，如果交流母线的电压大于第二电压阈值，说明存在其他功率变换器向交流母线供电。此时，功率变换器可以立刻再次进行黑启动，也即，功率变换器可以向交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，控制方法简便，可靠性高，适用性强。

在一些可行的实施方式中，方法还可包括：在再次进行黑启动失败后，控制器延长设定等待时间。可以理解，功率变换器可以延长设定等待时间，以在设定等待时间里等待更多的功率变换器上电成功，或者等待负载的用电功率降低，更进一步提高再次黑启动的成功率和可靠性，成本低，适用性强。

在一些可行的实施方式中，方法还可包括：当设定等待时间大于等待时间阈值且交流母线的电压小于第一电压阈值，或者重新进行黑启动的次数大于或等于重启阈值且交流母线的电压小于第一电压阈值，停止再次进行黑启动。可以理解，当负载的用电功率过大，大于系统的输出功率，或者当系统中的其他功率变换器出现故障导致上电失败需要检修等情况出现，都可能导致系统暂时无法黑启动成功。此时，功率变换器可以基于重新进行黑启动的次数过多，或者设定等待时间过长而停止黑启动。进一步可以理解，如果在停止黑启动之后，如果交流母线的电压大于或等于第二电压阈值，功率变换器得到还有其他功率变换器向交流母线供电，并基于交流母线的电压重新进行黑启动，判断方法简便，避免过多再次进行黑启动，进一步节约供能成本。

采用本申请，功率变换器可以在设定时间内，基于交流母线的电压判断是否有其他功率变换器向交流母线供电，进而基于交流母线的电压大小向交流母线输出不同大小的初始电压，再提升向交流母线输出的交流电的幅值至交流母线的额定电压。这里，功率变换器可以在不依赖与其他功率变换器或者上层控制器进行通信或者交互的场景中实现带载黑启动，可靠性高，结构简单，成本低，适用性强。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种功率变换器，其特征在于，所述功率变换器包括控制器和逆变电路，所述逆变电路的直流端用于连接光伏组件或储能电池，所述逆变电路的交流端用于通过交流母线连接负载，所述控制器连接所述逆变电路；

在黑启动的过程中，当所述交流母线的电压小于第一电压阈值，所述控制器用于控制所述逆变电路向所述交流母线输出幅值为第一初始电压的交流电，再控制所述逆变电路向所述交流母线输出幅值为所述交流母线的额定电压的交流电，以完成黑启动，所述第一初始电压大于或等于所述第一电压阈值且小于所述交流母线的额定电压；

在所述黑启动的过程中，当所述交流母线的电压大于或等于第二电压阈值且小于所述交流母线的额定电压，所述控制器用于控制所述逆变电路向所述交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，幅值为所述第二初始电压的交流电的电压与所述交流母线的电压同步，再控制所述逆变电路向所述交流母线输出幅值为所述交流母线的额定电压的交流电，以完成黑启动，所述第二电压阈值大于或等于所述第一电压阈值。

2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，当所述交流母线的电压在设定时间内持续小于所述第一电压阈值，所述控制器用于控制所述逆变电路向所述交流母线输出幅值为所述第一初始电压的交流电。

3.根据权利要求1或2所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于控制所述逆变电路按照设定电压步长或者设定电压变化率，提升向所述交流母线输出的交流电的幅值至所述交流母线的额定电压。

4.根据权利要求1-3任一项所述的功率变换器，其特征在于，在向所述交流母线输出幅值为所述交流母线的额定电压的交流电后，当所述交流母线的电压小于或等于第三电压阈值，所述交流母线掉电，所述控制器还用于在所述交流母线掉电后，再次进行所述黑启动。

5.根据权利要求4所述的功率变换器，其特征在于，在所述交流母线掉电后，当所述交流母线的电压在设定等待时间内持续小于所述第一电压阈值，所述控制器还用于在所述设定等待时间结束后再次进行所述黑启动。

6.根据权利要求4所述的功率变换器，其特征在于，在所述交流母线掉电后，当所述交流母线的电压在设定等待时间内大于或等于所述第二电压阈值，所述控制器还用于控制所述逆变电路向所述交流母线输出幅值为所述第二初始电压的交流电，以再次进行所述黑启动。

7.根据权利要求4-6任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于在再次进行所述黑启动失败后，延长所述设定等待时间。

8.根据权利要求4-7任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于在所述设定等待时间大于等待时间阈值且所述交流母线的电压小于所述第一电压阈值，或者重新进行黑启动的次数大于或等于重启阈值且所述交流母线的电压小于所述第一电压阈值，停止再次进行所述黑启动。

9.一种供电系统，其特征在于，所述供电系统包括多个如权利要求1-8任一项所述的功率变换器，所述多个功率变换器中的各个功率变换器的逆变电路的直流端分别用于连接光伏组件或储能电池，所述各个功率变换器的逆变电路的交流端用于通过交流母线连接负载。

10.一种黑启动方法，其特征在于，所述方法包括：

在黑启动的过程中，当所述交流母线的电压小于第一电压阈值，控制所述逆变电路向所述交流母线输出幅值为第一初始电压的交流电，再控制所述逆变电路向所述交流母线输出幅值为所述交流母线的额定电压的交流电，以完成黑启动，所述第一初始电压大于或等于所述第一电压阈值且小于所述交流母线的额定电压；

在所述黑启动的过程中，当所述交流母线的电压大于或等于第二电压阈值且小于所述交流母线的额定电压，控制所述逆变电路向所述交流母线输出幅值为第二初始电压的交流电，幅值为所述第二初始电压的交流电的电压与所述交流母线的电压同步，再控制所述逆变电路向所述交流母线输出幅值为所述交流母线的额定电压的交流电，以完成黑启动，所述第二电压阈值大于或等于所述第一电压阈值。

11.根据权利要求10所述的黑启动方法，其特征在于，所述当所述交流母线的电压小于第一电压阈值，控制所述逆变电路向所述交流母线输出幅值为第一初始电压的交流电，包括：

当所述交流母线的电压在设定时间内持续小于所述第一电压阈值，控制所述逆变电路向所述交流母线输出幅值为所述第一初始电压的交流电。

12.根据权利要求10或11所述的黑启动方法，其特征在于，所述控制所述逆变电路向所述交流母线输出幅值为所述交流母线的额定电压的交流电，包括：

控制所述逆变电路按照设定电压步长或者设定电压变化率，提升向所述交流母线输出的交流电的幅值至所述交流母线的额定电压。

13.根据权利要求10-12任一项所述的黑启动方法，其特征在于，在向所述交流母线输出幅值为所述交流母线的额定电压的交流电之后，当所述交流母线的电压小于或等于第三电压阈值，所述交流母线掉电，所述方法还包括：

在所述交流母线掉电后，再次进行所述黑启动。

14.根据权利要求13所述的黑启动方法，其特征在于，在所述交流母线掉电之后，所述方法还包括：

当所述交流母线的电压在设定等待时间内持续小于所述第一电压阈值，在所述设定等待时间结束后再次进行所述黑启动。

15.根据权利要求13所述的黑启动方法，其特征在于，在所述交流母线掉电之后，所述方法还包括：

当所述交流母线的电压在设定等待时间内大于或等于所述第二电压阈值，控制所述逆变电路向所述交流母线输出幅值为所述第二初始电压的交流电，以再次进行所述黑启动。