功率转换系统和电网的黑启动方法

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种功率转换系统和电网的黑启动方法。

背景技术

功率转换系统带动电网黑启动的过程中，功率转换系统中的多个变流器之间需保持电压幅值和相位相同，即多个变流器之间需要电压同步，否则多个变流器之间会出现环流。

目前，相关技术中采用通讯的方式控制多台变流器进行黑启动。由于通讯的方式存在指令的传输时延，且变流器还需要花费一定的时间解析指令，因此电压同步的精准度较低。

发明内容

本申请实施例提供了一种功率转换系统和电网的黑启动方法，能够提高电压同步的精准度，从而减少变流器之间出现环流的现象。

第一方面，本申请实施例提供了一种功率转换系统，功率转换系统接入电网，功率转换系统包括通过电力传输线路并联的第一变流器和至少一个第二变流器；

第一变流器启动，用于将带有第一电压标识的第一电压信号传输至电力传输线路中；

至少一个第二变流器中的每个第二变流器，用于检测第一电压信号中的第一电压标识，根据第一电压标识与用于输出第一电压信号的第一变流器进行时钟同步；

至少一个第二变流器中所有的第二变流器，用于根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而带动电网黑启动。

其中，黑启动是指电网从停机状态恢复运行的过程。

在本申请实施例中，通过功率转换系统中一台变流器(第一变流器)传输带有电压标识的电压信号，从而使得功率转换系统中的多个变流器(如多个第二变流器)根据电压标识与传输电压信号的变流器进行时钟同步，即功率转换系统中的多个变流器的时钟的起点是相同的。功率转换系统中的至少存在多个第二变流器在时钟同步之后按照相同的电压启动策略(如相同的电压值作为起点、相同电压变化率)启动，从而带动电网黑启动。如此，多个第二变流器均以统一的时钟为标准，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而实现电压同步，提高了多个变流器之间电压同步的精准度，并增加了电压同步的变流器的数量，减少了变流器之间出现环流的现象。

在一种可能的实现方式中，在第一变流器停止输出第一电压信号的情况下，第一变流器和至少第二变流器中所有的第二变流器用于根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而带动电网黑启动。

如此，功率转换系统中的所有变流器均能够实现电压同步，避免了多个变流器之间出现环流。

在一种可能的实现方式中，第一电压信号包括至少一个第一电压标识，且至少一个第一电压标识位于相同的时间周期内。

如此，能够保证时钟同步的精准度。

在一种可能的实现方式中，第一变流器，用于生成第一电压信号，对第一电压信号进行调制，以使第一电压信号带有第一电压标识。

如此，通过对电压信号进行调制，以标记变流器的时钟的起点，从而使得其余的变流器确定时钟的起点，完成时钟同步。

在一种可能的实现方式中，至少一个第二变流器中的每个第二变流器包括锁相环；

每个第二变流器中的锁相环，用于检测第一电压信号的电压幅值，从而确定第一电压信号中的第一电压标识。

锁相环是功率变化器中的必备器件，如此，通过变流器中固有的器件检测电压信号，从而确定电压标识，使得功率转换系统中的多组变流器时钟同步，完成零时刻的统一，保证黑启动过程中电压同步，无需额外的设备控制功率变换系统中的多组变流器电压同步，节省成本。

在一种可能的实现方式中，第一电压标识为脉冲信号。

如此，变流器能够根据脉冲信号进行时钟同步，从而使得多个变流器的时钟同步。

在一种可能的实现方式中，功率转换系统还包括多个第三变流器，多个第三变流器分别与第一变流器和至少一个第二变流器并联，且多个第三变流器并联；

至少一个第二变流器中至少部分第二变流器启动，用于将带有第二电压标识的第二电压信号传输至电力传输线路中，至少一个第二变流器的时钟同步；

多个第三变流器中的每个第三变流器，用于检测第二电压信号中的第二电压标识，并根据第二电压标识与至少部分第二变流器进行时钟同步；

至少一个第二变流器中所有的第二变流器和多个第三变流器，用于根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而带动电网黑启动。

如此，当功率转换系统包括多组变流器的情况下，可以在一组变流器完成时钟同步后，通过该组功率变化器中的部分变流器协同生成带有电压标识的电压信号，提高电压信号的能量，以使剩余的多组变流器中每组变流器均根据电压信号中的电压标识与部分变流器时钟同步，从而使得功率转换系统中的多组变流器的时钟统一。如此，功率转换系统中变流器，均以统一的时钟为标准，按照相同的电压启动策略(如相同的电压值作为起点、相同电压变化率)启动，从而提高变流器之间电压同步的精准度，减少了变流器之间出现环流的现象。

在一种可能的实现方式中，在第一变流器停止输出第一电压信号的情况下，第一变流器、至少一个第二变流器和多个第三变流器用于根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动。

如此，功率转换系统中的所有变流器均能够实现电压同步，避免了多个变流器之间出现环流。

在一种可能的实现方式中，第二电压信号包括至少一个第二电压标识，且至少一个第二电压标识位于相同的时间周期内。

如此，能够保证时钟同步的精准度。

在一种可能的实现方式中，第二电压标识为脉冲信号。

如此，变流器能够根据脉冲信号确定时钟的起点，从而使得多个变流器之间时钟同步。

在一种可能的实现方式中，多个第三变流器中的每个第三变流器包括锁相环；

每个第三变流器中的锁相环，用于检测第二电压信号的幅值，从而确定第二电压标识。

锁相环是功率变化器中的必备器件，如此，通过变流器中固有的器件检测电压信号，从而确定电压标识，使得功率转换系统中的所有变流器时钟同步，完成时钟的统一，保证黑启动过程中电压同步，无需额外的设备控制功率变换系统中的多个变流器电压同步，节省成本。

在一种可能的实现方式中，在至少部分第二变流器启动之后，至少部分第二变流器用于生成第二电压信号，并对第二电压信号进行调制，以使第二电压信号带有第二电压标识。

如此，通过对电压信号进行调制，以标记变流器的时钟的起点，从而使得其余的变流器确定时钟的起点，完成时钟同步。

第二方面，本申请实施例提供了一种电网的黑启动方法，应用于第一方面中的功率转换系统中通过电力传输线路并联的至少一个第二变流器，该方法包括：

检测电力传输线路中的第一电压信号携带的第一电压标识，第一电压信号是功率转换系统中的第一变流器传输至电力传输线路的信号，第一变流器与至少一个第二变流器并联；

根据第一电压标识与第一变流器进行时钟同步；

根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，以带动电网黑启动。

在本申请实施例中，通过功率转换系统中一台变流器(第一变流器)传输带有电压标识的电压信号，从而使得功率转换系统中的多个变流器(如多个第二变流器)根据电压标识与传输电压信号的变流器进行时钟同步，即功率转换系统中的多个变流器的时钟的起点是相同的。功率转换系统中的至少存在多个第二变流器在时钟同步之后按照相同的电压启动策略(如相同的电压值作为起点、相同电压变化率)启动，从而带动电网黑启动。如此，多个第二变流器均以统一的时钟为标准，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而实现电压同步，提高了多个变流器之间电压同步的精准度，并增加了电压同步的变流器的数量，减少了变流器之间出现环流的现象。

在一种可能的实现方式中，该方法还包括：

至少一个第二变流器中至少部分第二变流器启动，将带有第二电压标识的第二电压信号传输至电力传输线路中，以使功率转换系统中的多个第三变流器根据第二电压标识，与至少部分第二变流器进行时钟同步，并根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并根据相同电压变化率启动；

其中，多个第三变流器与至少一个第二变流器并联，且多个第三变流器并联。

如此，当功率转换系统包括多组变流器的情况下，可以在一组变流器完成时钟同步后，通过该组功率变化器中的部分变流器协同生成带有电压标识的电压信号，提高电压信号的能量，以使剩余的多组变流器中每组变流器均根据电压信号中的电压标识与部分变流器时钟同步，从而使得功率转换系统中的多组变流器的时钟统一。如此，功率转换系统中变流器，均以统一的时钟为标准，按照相同的电压启动策略(如相同的电压值作为起点、相同电压变化率)启动，从而提高变流器之间电压同步的精准度，减少了变流器之间出现环流的现象。

第三方面，本申请实施例提供了一种电网的黑启动方法，应用于功率转换系统中的第一变流器，该方法包括：

第一变流器启动，将带有第一电压标识的第一电压信号传输至电力传输线路中，以使功率转换系统中的至少一个第二变流器根据第一电压标识与第一变流器进行时钟同步，根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，以带动电网黑启动；

其中，至少一个第二变流器通过电力传输线路与第一变流器并联。

第四方面，本申请实施例提供了一种电网的黑启动方法，应用于第一方面中的功率转换系统，功率转换系统接入电网，功率转换系统包括通过电力传输线路并联的第一变流器和至少一个第二变流器；

第一变流器启动将带有第一电压标识的第一电压信号传输至电力传输线路中；

至少一个第二变流器中的每个第二变流器检测第一电压信号中的第一电压标识，根据第一电压标识与用于输出第一电压信号的第一变流器进行时钟同步；

至少一个第二变流器中所有的第二变流器根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而带动电网黑启动。

在本申请实施例中，通过功率转换系统中一台变流器(第一变流器)传输带有电压标识的电压信号，从而使得功率转换系统中的多个变流器(如多个第二变流器)根据电压标识与传输电压信号的变流器进行时钟同步，即功率转换系统中的多个变流器的时钟的起点是相同的。功率转换系统中的至少存在多个第二变流器在时钟同步之后按照相同的电压启动策略启动，从而带动电网黑启动。如此，多个第二变流器均以统一的时钟为标准，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而实现电压同步，提高了多个变流器之间电压同步的精准度，并增加了电压同步的变流器的数量，减少了变流器之间出现环流的现象。

在一种可能的实现方式中，功率转换系统还包括多个第三变流器，多个第三变流器与第一变流器和第二变流器并联，且多个第三变流器并联，方法还包括：

至少一个第二变流器中至少部分第二变流器启动，将带有第二电压标识的第二电压信号传输至电力传输线路中；

功率转换系统中的多个第三变流器根据第二电压标识，与至少部分第二变流器进行时钟同步；

至少一个第二变流器中所有的第二变流器根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而带动电网黑启动，包括：

至少一个第二变流器中所有的第二变流器和多个第三变流器根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而带动电网黑启动。

如此，当功率转换系统包括多组变流器的情况下，可以在一组变流器完成时钟同步后，通过该组功率变化器中的部分变流器协同生成带有电压标识的电压信号，提高电压信号的能量，以使剩余的多组变流器中每组变流器均根据电压信号中的电压标识与部分变流器时钟同步，从而使得功率转换系统中的多组变流器的时钟统一。如此，功率转换系统中变流器，均以统一的时钟为标准，按照相同的电压启动策略启动，从而提高变流器之间电压同步的精准度，减少了变流器之间出现环流的现象。

第五方面，本申请实施例提供了一种电网的黑启动装置，应用于功率转换系统中通过电力传输线路并联的至少一个第二变流器中的每个第二变流器，该装置包括：

检测模块，用于检测电力传输线路中的第一电压信号携带的第一电压标识，第一电压信号是功率转换系统中的第一变流器传输至电力传输线路的信号，第一变流器与至少一个第二变流器并联；

同步模块，用于根据第一电压标识与第一变流器进行时钟同步；

启动模块，用于根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，以带动电网黑启动。

在本申请实施例中，通过功率转换系统中一台变流器(第一变流器)传输带有电压标识的电压信号，从而使得功率转换系统中的多个变流器(如多个第二变流器)根据电压标识与传输电压信号的变流器进行时钟同步，即功率转换系统中的多个变流器的时钟的起点是相同的。功率转换系统中的至少存在多个第二变流器在时钟同步之后按照相同的电压启动策略启动，从而带动电网黑启动。如此，多个第二变流器均以统一的时钟为标准，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而实现电压同步，提高了多个变流器之间电压同步的精准度，并增加了电压同步的变流器的数量，减少了变流器之间出现环流的现象。

第六方面，本申请实施例提供了一种电网的黑启动装置，应用于功率转换系统中的第一变流器，该装置包括：

启动模块，用于将带有第一电压标识的第一电压信号传输至电力传输线路中，以使功率转换系统中的至少一个第二变流器中的所有第二变流器根据第一电压标识与第一变流器进行时钟同步，根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，以带动电网黑启动；

其中，至少一个第二变流器通过电力传输线路与第一变流器并联。

在本申请实施例中，通过功率转换系统中一台变流器(第一变流器)传输带有电压标识的电压信号，从而使得功率转换系统中的多个变流器(如多个第二变流器)根据电压标识与传输电压信号的变流器进行时钟同步，即功率转换系统中的多个变流器的时钟的起点是相同的。功率转换系统中的至少存在多个第二变流器在时钟同步之后按照相同的电压启动策略启动，从而带动电网黑启动。如此，多个第二变流器均以统一的时钟为标准，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而实现电压同步，提高了多个变流器之间电压同步的精准度，并增加了电压同步的变流器的数量，减少了变流器之间出现环流的现象。

第七方面，本申请实施例提供了一种变流器，该变流器包括：

至少一个存储器，用于存储程序；

至少一个处理器，用于执行存储器存储的程序，当存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行第二方面中所提供的方法，或者执行第三方面中所提供的方法。

第八方面，本申请实施例提供了一种电网的黑启动装置，其特征在于，装置运行计算机程序指令，以执行第二方面中所提供的方法，或者执行第三方面中所提供的方法。示例性的，该装置可以为芯片，或处理器。

在一个例子中，该装置可以包括处理器，该处理器可以与存储器耦合，读取存储器中的指令并根据该指令执行第二方面中所提供的方法，或者执行第三方面中所提供的方法。其中，该存储器可以集成在芯片或处理器中，也可以独立于芯片或处理器之外。

第九方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行第二方面中所提供的方法，或者执行第三方面中所提供的方法。

第十方面，本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行第二方面中所提供的方法，或者执行第三方面中所提供的方法。

附图说明

图1a是本申请实施例提供的一种以通讯方式实现电压同步的功率转换系统的架构图；

图1b是本申请实施例提供的另一种以通讯方式实现电压同步的功率转换系统的架构图；

图2是本申请实施例提供的一种以跟随方式实现电压同步的功率转换系统的架构图；

图3是本申请实施例提供的一种直流输电系统的架构示意图；

图4a是本申请实施例提供的一种功率转换系统的架构示意图；

图4b是本申请实施例提供的另一种功率转换系统的架构示意图；

图5a是本申请实施例提供的一种电网的黑启动方案的流程示意图；

图5b是本申请实施例提供的另一种电网的黑启动方法的流程示意图；

图6是本申请实施例提供的一种调制后的电压信号的示意图；

图7是本申请实施例提供的另一种调制后的电压信号的示意图；

图8是本申请实施例提供的另一种电网的黑启动方案的流程示意图；

图9是本申请实施例提供的一种电网的黑启动方法的流程示意图；

图10是本申请实施例提供的另一种电网的黑启动方法的流程示意图；

图11是本申请实施例提供的一种调制后的三相电压信号的示意图；

图12是本申请实施例提供的又一种功率转换系统的架构示意图；

图13是本申请实施例提供的又一种电网的黑启动方法的流程示意图；

图14是本申请实施例提供的再一种电网的黑启动方法的流程示意图；

图15是本申请实施例提供的一种电网的黑启动装置的结构示意图；

图16是本申请实施例提供的另一种电网的黑启动装置的结构示意图；

图17是本申请实施例提供的一种变流器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

在本申请实施例的描述中，“示例性的”、“例如”或者“举例来说”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”、“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”、“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B这三种情况。另外，除非另有说明，术语“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个系统是指两个或两个以上的系统，多个终端是指两个或两个以上的终端。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

在对本申请实施例进行说明之前，首先对本申请实施例中涉及的名词概念进行说明。

(1)电压软启动：电压软启动是指变流器的电压由零慢慢提升到额定电压，由于电压变化率较小，可避免励磁涌流的出现。

(2)黑启动：电网内部从电压为零的“全黑”基础上，建立电网电压的启动过程。

(3)变流器：是指能量转换设备(Power Conversion Equipment，PCE)，指具有直流电转交流电，或交流电转交流电功能的设备，转换过程中具有对交流电的电压或电流的幅值、相位、频率等参数进行调控的能力；转换可以是双向或单向。

功率转换系统带动电网黑启动的过程中，功率转换系统中的多个变流器之间需保持电压幅值和相位相同，即多个变流器之间需电压同步，否则变流器和变流器之间会出现环流。

目前，保证电压同步的方式有多种，如通讯方式和跟随方式。接下来分别对通讯方式和跟随方式进行说明。

通讯方式即通过通讯的方式保证多个变流器之间电压同步。

请参阅图1a，图1a是本申请实施例提供的一种以通讯方式保证电压同步的功率转换系统。如图1a所示，功率转换系统包括控制器11和多个变流器(12#1，12#2，……，12#n)。其中，控制器通过通讯线路101与多个变流器之间通讯连接。多个变流器之间通过电力传输线路102并联。

控制器11基于通讯协议通过通讯线路广播启动指令。每个变流器接收到启动指令后，根据接收到启动指令的时刻开始黑启动。

请参阅图1b，图1b是本申请实施例提供的另一种以通讯方式保证电压同步的功率变换系统的架构示意图。如图1b所示，功率转换系统包括多个变流器(12#1，12#2，……，12#n)。多个变流器之间通过电力传输线路10并联。

其中，变流器12#1可以作为控制器基于通讯协议通过通讯线路广播启动指令。变流器(12#2，12#3，……，12#n)接收到启动指令后，根据接收到启动指令的时刻开始黑启动。

由于指令在传输的过程中存在传输时延，而且，变流器接收到启动指令后还需解析启动指令，即使采用的通讯协议为面向通用对象的变电站事件(GOOSE)协议，也无法避免时延，从而造成环流。

例如，采用面向通用对象的变电站事件(GOOSE)协议进行指令的传输，其中，变流器解析指令的时间通常需要3～5ms，而电压幅值从0到最大幅值(即1/4周期)的时间仅为5ms(电网为50Hz的电网的情况下)或4.2ms(电网为60H在的电网的情况下)，3～5ms接近或等于1/4周期的时间，因此，会造成较大的环流。

跟随方式即多个变流器中以一个变流器的电压幅值和相位为准，其余变流器跟随该变流器的电压幅值和相位。

请参阅图2，图2是本申请实施例提供的一种以跟随方式保证电压同步的功率变换系统的架构示意图。如图2所示，功率转换系统包括多个变流器(21#1，21#2，……，21#n)。多个变流器之间通过电力传输线路20并联。多个变流器中的任意一个变流器均可以作为优先产生电压的变换器。例如，变流器21#1作为优先产生电压的变换器。其中，变流器21#1首先启动产生电压信号，且变流器21#2至变流器21#n不启动，即不产生电压信号。变流器21#1产生的电压信号通过电力传输线路20传输至变流器变流器21#2-变流器21#n。在电压信号传输的过程中，变流器21#2至变流器21#n检测电压信号的电压值，变流器21#2至变流器21#n通过自身的锁相环检测电压信号的电压幅值和相位，从而调整自身的电压幅值和相位，以与电网中电压信号的电压幅值和相位进行匹配。变流器21#2至变流器21#n在电压幅值和相位匹配完成后，接入电网。

但是，当电网比较庞大时，一台变流器的能量不足以带动整个电网进行黑启动，需要多台变流器进行黑启动。而且，采用跟随的方式进行黑启动时，一台变流器先启动，其他变流器跟随先启动的变流器的电压。由于先启动的变流器采用电压软启动的方式，若要避免先启动的变流器和其他变流器直接没有环流，其他的变流器应当采取电压软启动的方式进行启动。但是，由于黑启动过程中先启动的变流器的电压幅值和相位是时刻变化的，其他变流器的锁相环无法使自身变流器的电压幅值和相位与先启动的变流器时刻变化的电压幅值和相位具有相同的值，即不能实现锁相功能。如此，导致其他的变流器出现无法同步跟随黑启动的现象。

基于此，本申请实施例提供了一种电网的黑启动方法，可以应用于电力系统中的功率转换系统。其中，功率转换系统中的多台变流器通过电力传输线路并联。其中，通过功率转换系统中的一台变流器启动，并生成带有电压标识的电压信号，该电压标识用于指示该变流器的零时刻。该变流器将带有电压标识的电压信号传输至电力传输线路中，剩余的变流器通过检测电压信号中的电压标识确定零时刻，与生成电压信号的变流器完成时钟同步，从而功率变换系统中的多台变流器的零时刻统一。功率转换系统中的多台变流器根据零时刻以相同的电压启动策略(如相同的电压值作为起点、相同电压变化率、相同的额定电压)进行黑启动，从而提高多个变流器之间电压同步的精准度，避免变流器之间出现环流。

在这里，本申请实施例提供的电力系统可以是任意一种能够实现直流电压与交流电压转换的电力系统。示例性地，请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种直流输电系统的架构示意图。如图3所示，本申请实施例提供的直流输电系统包括直流电源系统31、功率转换系统32和交流系统33。其中，直流电源系统通过直流线缆与功率转换系统连接。功率转换系统通过交流线缆接入交流系统。其中，交流系统包括电网和接入电网的负载。

具体地，如图3所示，直流电源系统31包括多个直流电源(直流电源1-1，……，直流电源1-n，……，直流电源m-1，……，直流电源m-n)。功率转换系统32包括多个变流器(变流器1-1，……，变流器1-n，……，变流器m-1，……，变流器m-n)。m和n均为正整数。

直流电源和变流器为一一对应关系。其中，直流电源通过直流线缆与变流器连接，从而向变流器输出直流电。变流器用于将直流电转换为交流电。多个变流器分别通过交流线缆汇集至交流母线(如图3所示的交流母线1至交流母线M)。多个交流母线通过多个变压器(如图3所示的变压器1至变压器m)汇集至同一条交流母线(如图3中的交流母线A)。交流母线通过变压器连接至交流系统。在这里，交流系统和交流母线直接可以通过至少一个变压器连接，如图3中，交流母线A与交流系统中通过变压器A和变压器B连接至交流系统。

如图3所示的电力系统中，功率变换系统能够执行本申请实施例提供的电网的黑启动方法，从而保证多台变流器在黑启动的过程中电压同步。

需要说明的是，上述直流输电系统仅作为实施电网的黑启动方法的一个示例性地应用场景。本申请实施例提供的电网的黑启动方法还可以应用于其他能够实现直流电压与交流电压转换的电力系统中，如光伏供电系统，储能并网系统，离网系统和不间断电源系统等。

功率转换系统中变流器的布局与功率转换系统接入的电网规模有关。在功率转换系统接入的电网规模小的情况下，功率转换系统中变流器的数量少。在功率转换系统接入电网规模大的情况下，功率转换系统中的变流器数量多。

请参阅图4a，图4a是本申请实施例提供的一种功率转换系统的架构示意图。如图4a所示，本申请实施例提供的功率转换系统40与直流电源系统41连接，并接入电网42，从而向负载43供电。其中，功率转换系统40包括多个并联的变流器，如图4a所示的变流器40-1至变流器40-m。变流器40-1至变流器40-m接入电力传输线路44。直流电源系统41包括多个直流电源，如图4a所示的直流电源41-1至直流电源41-m。直流电源与变流器为一一对应关系。其中，m为正整数。图4a所示的功率转换系统适用于规模小的电网。

请参阅图4b，图4b是本申请实施例提供的另一种功率转换系统的架构示意图。如图4b所示，本申请实施例提供的功率转换系统41接入电网42。其中，功率转换系统41包括多个变流器组，每个变流器组包括多个变流器。如图4b所示的变流器组1至变流器组m。变流器组1包括变流器1-1至变流器1-n，变流器组2包括变流器2-1至变流器2-n，……，变流器组m包括变流器m-1至变流器m-n。

每个变流器组中的变流器均接入子交流母线。如图4b所示，变流器组1中的各个变流器接入子交流母线401，变流器组2中的各个变流器接入子交流母线402，……，变流器组m中的各个变流器接入子交流母线40m。子交流母线通过变压器接入总交流母线。如图4b所示，子交流母线401通过变压器4-A接入总交流母线400，子交流母线402通过变压器4-B接入总交流母线400，……，子交流母线40m通过变压器4-M接入总交流母线400。总交流母线400通过多台变压器接入电网。其中，图4b所示的功率转换系统适用于规模大的电网。

接下来，对功率转换系统执行的电网的黑启动方案进行详细说明。

请参阅图5a，图5a是本申请实施例提供的一种电网的黑启动方案的流程示意图。图5a所示的电网的黑启动方案可以应用于图4a所示的功率转换系统中。如图5a所示，本申请实施例提供的电网的黑启动方案可以包括步骤S501至S506。

S501，变流器40-1启动，生成电压信号。

变流器40-1能够作为具有控制功能的变流器。变流器40-1启动可以是软启动，还可以是全压启动。变流器40-1启动即可生成电压信号。变流器40-1生成的电压信号能够在电力传输线路中传输，从而传输至功率转换系统中的变流器40-2至变流器40-m中。

在这里，具有控制功能的变流器还可以是其他变流器，本实施例仅以变流器40-1为示例。

S502，在变流器40-1启动完成的情况下，变流器40-1调制电压信号，以使电压信号带有标识。

变流器能够检测自身是否完成启动。例如，变流器能够根据启动的开始时刻和当前时刻计算启动时长，当启动时长大于预设时长的情况下，确定变流器启动完成。又例如，变流器根据电压信号的周期性变化，确定是否完成启动。当变流器检测到电压信号为周期性变化时，确定自身已经完成启动。当变流器检测到电压信号未周期性变化时，则确定自身未完成启动。

在变流器40-1在确定变流器40-1已经启动完成的情况下，变流器40-1调制电压信号，从而使电压信号带有标识。

作为一种可能的实现方式，变流器40-1在电压信号的基础上调制脉冲信号。示例性地，变流器能够将一个时间周期内的波峰或波谷对应的幅值增大或缩小。例如，电压信号在未调制之前的最大幅值为A，调制之后的最大幅值为2A。如图6所示，变流器40-1在电压信号的波峰处调制脉冲宽度为18°的高电平脉冲信号，基础电压幅值为额定电压幅值的0.5倍，调制的电压台阶的电压幅值为额定电压幅值的1倍。

示例性地，为了提高时钟同步的精准度，变流器40-1在波峰和波谷处均调制脉冲信号。例如，如图7所示，变流器40-1在电压信号的波峰处调制一个脉冲宽度为18°的高电平脉冲信号，且变流器40-1在电压信号的波谷处调制一个脉冲宽度为18°的低电平脉冲信号。基础电压幅值为额定电压幅值的0.5倍，调制的电压台阶的电压幅值为额定电压幅值的1倍。

其中，变流器40-1调制电压信号开始的时刻即为变流器40-1的“0”时刻，即时钟的起点。

S503，变流器40-2至变流器40-m检测电压信号，确定电压信号中的标识。

变压器能够检测电力传输线路中的电压信号，并根据电压信号的幅值确定电压信号中的标识。

作为一种可能的实现方式，变流器包括锁相环，锁相环用于跟踪电力传输线路中电压的幅值和相位。为了保证确定零时刻的精准度，锁相环能够按照预设的采样频率进行采样，从而对采样的电压信号进行分析。例如，锁相环可以以10kHz的采样频率对电力传输线路中的电压信号进行采样。对于50Hz的交流电，锁相环能够在每个周期的电压信号中采样500个点以上，进而变流器能够在100us内采样感知到电压变化。如此，避免了通过通讯协议传输指令过程中指令的传输时延和信号解析的时间偏差，进而保证了零时刻确定的精准度，提高了多个变流器之间电压同步的精准度。

变流器40-2至变流器40-m中的锁相环能够对电力传输线路中的电压信号进行采样，从而对电压信号进行解析。其中，变流器40-2和变流器40-m中配置有标识识别策略，标识识别策略可以看做是变流器40-1至变流器40-m之间约定的策略。例如，变流器40-1生成标识的策略为：在电压信号的波峰处调制一个18°的高电平电压台阶，基础电压幅值为额定电压幅值的0.5倍，调制的电压台阶的电压幅值为额定电压幅值的1倍。变流器40-1中定义电压幅值达到1倍额定电压的时刻标记为“0”时刻，即时钟的起点。那么变流器40-2至变流器40-m中配置的识别标识策略为：检测到电压幅值达到1倍额定电压的时刻标记为“0”时刻。如此，完成变流器40-1与变流器40-2至40-m的时钟同步。

S504，变流器40-2至变流器40-m根据电压信号中的标识，确定变流器40-1的零时刻。

电压信号的传输速度约等于光速，因此，变流器40-2至变流器40-m检测到标识的时刻即为变流器40-1的零时刻，完成变流器40-1至变流器40-m之间的时钟同步。

S505，变流器40-1停止输出电压信号。

变流器40-1输出电压信号一段时间之后将会停止输出电压信号。示例性地，变流器40-1在输出电压信号的时长大于预设的时长阈值的情况下，即可停止输出电压信号。

需要说明的是，步骤S505和步骤S504之间并没有先后时序关系。

S506，变流器40-1至变流器40-m根据零时刻以相同的电压启动策略启动，从而带动电网黑启动。

变流器40-1和变流器40-m中配置有相同的电压启动策略。例如，以对时的0时刻为基准，1.000s后所有变流器以0电压开始，以10.000s内均匀升压至额定电压的启动策略进行启动。变流器40-1至变流器40-m根据预设的相同的启动时刻，相同的启动程序和时钟同步后的零时刻进行启动，从而保证电压同步。变流器40-1至变流器40-m启动后，带动电网黑启动。

在这里，变流器40-1和变流器40-m采用电压软启动的方式进行启动。

变流器40-1至变流器40-m根据电压信号中的标识进行了时钟同步，即变流器40-1至变流器40-m中的时钟是相同的，从而变流器40-1至变流器40-m均以相同的启动时刻，相同的启动程序进行黑启动即可保证电压同步。

在本申请实施例中，多个变流器之间通过电压信号中的标识确定统一的零时刻，从而完成时钟同步。在所有变流器完成时钟同步后，以相同的电压启动策略启动，实现多个变流器之间电压同步，避免变流器在启动的过程中出现环流。

请参阅图5b，图5b是本申请实施例提供的另一种电网的黑启动方案的流程示意图。图5b所示的电网的黑启动方案可以应用于图4a所示的功率转换系统中。如图5b所示，本申请实施例提供的电网的黑启动方案可以包括步骤S511至S516。

S511，变流器40-1启动，生成电压信号。

S512，在变流器40-1启动完成的情况下，变流器40-1调制电压信号，以使电压信号带有标识。

S513，变流器40-2至变流器40-m检测电压信号，确定电压信号中的标识。

S514，变流器40-2至变流器40-m根据电压信号中的标识，确定变流器40-1的零时刻。

本申请实施例中关于S511至S514的说明可参见图5a实施例中对S501至S504的详细说明，在此不再赘述。

S515，变流器40-2至变流器40-m根据零时刻以相同的电压启动策略启动。

变流器40-2和变流器40-m中配置有相同的电压启动策略。例如，以对时的0时刻为基准，1.000s后所有第一变流器以0电压开始，以10.000s内均匀升压至额定电压的启动策略进行启动。。变流器40-2至变流器40-m根据预设的相同的启动时刻，相同的启动程序和时钟同步后的零时刻进行启动，从而保证电压同步。

在这里，变流器40-2和变流器40-m采用电压软启动的方式进行启动。

变流器40-2至变流器40-m根据电压信号中的标识进行了时钟同步，即变流器40-2至变流器40-m中的时钟是相同的，从而变流器40-2至变流器40-m均以相同的启动时刻，相同的启动程序启动可保证电压同步，从而带动电网黑启动。

在本申请实施例中，除变流器40-1以外的变流器(40-2至40-m)均能够实现电压同步，增加了功率转化系统中电压同步的变流器的数量，提高了电压同步的精准度，减少了变流器之间的出现的环流现象。

请参阅图8，图8是本申请实施例提供的另一种电网的黑启动方案的流程示意图。图8所示的电网的黑启动方案应用于图4b所示的功率转换系统中。如图8所示，本申请实施例提供的电网的黑启动方案可以包括步骤S801至S808。在这里，在S801之前，本申请实施例提供的电网的黑启动方案还包括图5中的S501至S506。关于S501至S506可详见上述图5对应的实施例中对S501至S506的详细说明，在此不再赘述。

S801，变流器40-3至变流器40-6确定零时刻后根据零时刻启动，协同生成电压信号。

变流器组1中的变流器完成时钟同步后，变流器组1中的部分变流器启动，从而协同生成电压信号。由于功率转换系统庞大，为了保证电压信号的能量，通过部分变流器协同生成电压信号。例如，变流器组1中的变流器40-3至变流器40-6协同生成电压信号。在这里，变流器组1中的所有变流器的时钟是相同的。部分变流器中的每个变流器生成的电压信号相同，即相位和幅值均是相同的。例如，变流器40-3至变流器40-6中每个变流器生成电压信号的电压幅值为0～3U。U表示电压值，且U是一个变量。

S802，在变流器40-3至变流器40-6启动完成的情况下，变流器40-3至变流器40-6调制电压信号，以使电压信号带有标识。

标识用于指示变流器40-3至变流器40-6中任意一个变流器的零时刻。在这里，变流器40-3至变流器40-6中每个变流器调制电压信号的具体实现方式可参见图5a实施例中变流器40-1调制电压信号的实现方式，在此不再详细说明。

变流器40-3至变流器40-6生成的电压信号的相位和幅值均是相同的。变流器40-3至变流器40-6调制电压信号的方式相同。例如，以电压信号的波形为正弦波为例，变流器40-3至变流器40-6中每个变流器生成电压信号的电压幅值为0～3U(为了方便描述，下述称之为基础电压幅值)。变流器40-3至变流器40-6中的每个变流器在电压信号的波峰处调制一个脉冲宽度为18°的高电平脉冲信号，且脉冲信号的电压幅值为基础电压幅值的两倍，即脉冲信号的电压幅值为0～6U。

S803，变流器组2至变流器组m中的所有变流器检测电压信号，确定电压信号中的标识。

变流器组2至变流器组m中的所有变流器均配置有锁相环。变流器中的锁相环能够检测电压信号的幅值和相位，从而确定电压信号中的标识。具体实现方式可参见图5a实施例中对S503的具体说明，在此不再详细说明。

S804，变流器组2至变流器组m中的所有变流器根据标识，确定零时刻。

变流器组2至变流器组m中的所有变流器根据标识能够与变流器组1中的变流器40-1完成时钟同步。如此，变流器组1至变流器组m中的所有变流器的时钟同步。

S805，变流器40-3至变流器40-6停止输出电压信号。

变流器40-3至变流器40-6输出电压信号一段时间之后将会停止输出电压信号，即结束启动。变流器停止输出电压信号的具体实现方式可参见图5a实施例中对S505的详细说明，在此不再赘述。

需要说明的是，步骤S805和步骤S804之间并没有先后时序关系，变流器40-3至变流器40-6在输出电压信号的时长大于预设的时长阈值的情况下，即可停止输出电压信号。

S806，变流器组1至变流器组m中的所有变流器根据零时刻以相同的电压启动策略启动，从而带动电网黑启动。

变流器组1至变流器组m中的所有变流器完成时钟同步。变流器组1至变流器组m中的所有变流器根据相同的电压启动策略进行黑启动。例如，变流器组1至变流器组m中的所有变流器均在零时刻之后的第1.0000s开始启动，并以每秒变化80V的电压变化值，将电压升高至800V。

需要说明的是，在变压器4-1、变压器4-2、……、变压器4-m均和总交流母线400具有断路器。断路器可以看做是开关，由单独的控制器来控制断路器的闭合或断开。例如，在S805之后，变流器40-1向控制器发送指令，从而使得控制变压器4-1和总交流母线400之间的断路器闭合、变压器4-2和总交流母线400之间的断路器闭合、……、变压器4-m和总交流母线400之间的断路器闭合。如此，变流器组1能够与变流器组2至变流器组m中导通。

在这里，控制器控制所有的断路器的闭合或断开，从而控制变流器和变流器之间是否导通、控制变流器组和变流器之间是否导通等。具体闭合或断开时机用户可根据自身需要进行配置，在此不做具体说明。

在电网系统较为庞大的情况下，变流器的数量较多，一台变流器的能量不足以带动较多的变流器进行时钟同步。因为，在本申请实施例中，首先将一部分变流器进行电压同步。然后，将已完成电压同步的变流器中的部分变流器调制电压信号，从而使得电压信号的能量较大。接着，未完成电压同步的变流器根据调制后的电压信号完成时钟同步，从而所有变流器完成时钟同步。在所有变流器完成时钟同步后，以相同的电压启动策略进行黑启动，即可实现多个变流器之间电压同步，避免多个变流器之间出现环流。

接下来，基于上文所描述的电网的黑启动方案，对本申请实施例提供的一种电网的黑启动方法进行说明。可以理解的是，该方法是上文所描述的电网的黑启动方案的另一种表达方式，两者是相结合的。该方法是基于上文所描述的电网的黑启动方案提出，该方法中的部分或全部内容可以参见上文对电网的黑启动方案的描述。

请参阅图9，图9是本申请实施例提供的一种电网的黑启动方法的流程示意图。可以理解的是，该方法通过图4a或图4b中的功率转换系统来执行。如图9所示，本申请实施例提供的电网的黑启动方法包括下述步骤S901至步骤S903。

S901，第一变流器启动，将带有第一电压标识的第一电压信号传输至电力传输线路中。

功率转换系统包括多个变流器，多个变流器包括第一变流器和至少一个第二变流器。在这里，第一变流器是多个变流器中的任意一个变流器，至少一个第二变流器为多个变流器中除第一变流器以外的变流器。第一变流器和至少一个第二变流器之间器通过电力传输线路并联。如图4a所示，变流器40-1至变流器40-m并联至电力传输线路44。

第一电压标识是一种标记，用于指示第一变流器的零时刻，即变流器的时钟的起始时刻。

第一变流器先启动，从而输出带有第一电压标识的第一电压信号。例如，图4中的变流器40-1先启动，从而输出带有第一电压标识的第一电压信号。示例性地，第一电压信号可以是以正弦波、矩形波或三角波为基础波形的信号波在电力传输线路中传播。

在一些实施例中，第一变流器启动，生成第一电压信号。第一变流器启动完成后，对第一电压信号进行调制，从而生成带有第一电压标识的第一电压信号。第一变流器将带有第一电压标识的第一电压信号传输至电力传输线路中，以使接入电力传输线路的第二变流器能够检测带有第一电压标识的第一电压信号。

其中，第一电压标识是在第一电压信号的基础上进行调制。带有第一电压标识的第一电压信号相对于第一电压信号的基础波形是有变化的。例如，第一电压标识为改变第一电压信号的基础波形的幅值后的标识。如高低电平、脉冲信号、三角波波形或幅值为零的间断角波形等。具体本申请实施例不作任何限定。

示例性地，第一电压标记可以是脉冲信号，如图6所示的脉冲宽度为18°的高电平脉冲信号。第一电压标识可以位于任意一个相位处，如波峰或波谷。如图6所示的脉冲宽度为18°的高电平脉冲信号位于波峰。

第一电压信号中可以包括多个第一电压标识。多个第一电压标识位于同一个时间周期内。例如，如图7所示，第一电压标识有两个，分别是位于波峰处的脉冲宽度为18°的高电平脉冲信号和位于波谷处的脉冲宽度为18°的低电平脉冲信号。在这里，第一电压信号有多个时间周期，多个时间周期内仅有一个时间周期包括第一电压标识。

如此，第一变流器能够通过电压标识将第一变流器的零时刻传输给接入电力传输线路的第二变流器。

在这里，关于S901的示例性说明可参见图5a实施例中对S501至S502的详细说明，在此不再赘述。

S902，至少一个第二变流器中的每个第二变流器检测第一电压信号中的第一电压标识，根据第一电压标识与用于输出第一电压信号的第一变流器进行时钟同步。

至少一个第二变流器接入了电力传输线路，从而检测第一变流器输出的第一电压信号。至少一个第二变流器中配置有额定电压幅值。至少一个第二变流器检测第一电压信号的电压幅值，比较第一电压信号的电压幅值和额定电压的电压幅值，从而确定零时刻。具体地，第一电压信号的电压幅值与额定电压的电压幅值之间的比值等于预设阈值时对应的时刻(下述称之为目标时刻)即为零时刻。如此，至少一个第二变流器将目标时刻标记为至少一个第二变流器的零时刻，至少一个第二变流器与第一变流器完成时钟同步。

在一些实施例中，变流器中包括锁相环。其中，锁相环能够检测电压信号的电压幅值。每个第二变流器中的锁相环均能够检测第一电压信号的电压幅值，从而使得至少一个第二变流器与第一变流器进行时钟同步，如此，功率转换系统中所有的变流器(即第一变流器和至少一个第二变流器)的零时刻均相同。

S903，至少一个第二变流器中的所有第二变流器根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而带动电网黑启动。

功率转换系统中的所有变流器中均配置有相同的电压启动策略。其中，电压启动策略用于指示启动时间、启动过程中电压变化率以及额定电压的电压值等。在多个第一变流器时钟同步后，至少一个第二变流器根据同步后的时钟，以相同电压启动策略启动。在多个变流器时钟同步之后，以相同的电压启动策略启动，保证了至少一个第二变流器在黑启动的过程中电压同步。

在本申请实施例中，通过功率转换系统中一台变流器传输带有电压标识的电压信号，从而使得功率转换系统中的多个变流器根据电压标识与传输电压信号的变流器进行时钟同步，即功率转换系统中的多个变流器的时钟的起点是相同的。功率转换系统中的至少一个第二变流器在时钟同步之后按照相同的电压启动策略启动，从而带动电网黑启动。如此，功率转换系统至少所有的第二变流器均以统一的时钟为标准，按照相同的电压启动策略启动，从而实现电压同步，提高了多个变流器之间电压同步的精准度，减少了变流器之间出现环流的现象。

在一些实施例中，第一变流器输出带有第一电压标识的信号周期电压信号一段时间后，会停止输出第一电压信号。例如，第一变流器中配置有预设的时长阈值，在第一变流器输出第一电压信号的时长大于时长阈值的情况下，第一变流器停止输出第一电压信号。在第一变流器输出第一电压信号一段时间后，停止输出第一电压信号的情况下，S903包括：多个第一变流器根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而带动电网黑启动。

第一变流器停止输出第一电压信号后，第一变流器不输出电压信号。如此，第一变流器能够与至少一个第二变流器根据相同的时钟，以相同的电压启动策略从电压为0开始启动。

如此，功率转换系统中的所有变流器均能够实现电压同步，避免了多个变流器之间出现环流。

在另一些实施例中，第一变流器能够保持持续输出电压信号的状态。在第一变流器持续输出电压信号的情况下，S903包括：至少一个第二变流器根据同步后的时钟以相同的电压策略启动，输出第一电压信号的第一变流器跟随至少一个第二变流器的电压启动。

具体地，第一变流器启动后保持输出电压的状态，但不参加电网的黑启动过程。在至少一个第二变流器启动后，带动电网黑启动。第一变流器可以在电网黑启动完成后，根据至少一个第二变流器输出的电压信号输出电压信号。

在本申请实施例中，功率转换系统中除第一变流器以外的变流器均能够实现电压同步，增加了功率转化系统中电压同步的变流器的数量，提高了电压同步的精准度，减少了变流器之间的出现的环流现象。

在一些实施例中，功率转换系统还包括多个第三变流器。示例性地，如图4b所示的功率转换系统，变流器组1中的变流器包括第一变流器和多个第二变流器，变流器组2至变流器组m中的变流器可以看作第三变流器。多个第三变流器、第一变流器和至少一个第二变流器之间的连接关系可参见图4b对应实施例中的详细说明，在此不再详细说明。基于此，本申请实施例还提供了一种电网的黑启动方法。

图10是本申请实施例提供的另一种电网的黑启动方法的流程示意图。本申请实施例提供的电网的黑启动方法可以由图4b实施例示出的功率转换系统执行。如图10所示，本申请实施例提供的电网的黑启动方法包括步骤S1001至步骤S1003。其中，本申请实施例提供的电网的黑启动方法还包括图9实施例中的步骤S901和步骤S902，S1003可以看作是对S903的具体限定。关于S901和S902的说明可详见图9实施例中对S901和S902的说明，在此不再详细说明。

S1001：至少一个第二变流器中至少部分第二变流器将带有第二电压标识的第二电压信号传输至电网中；

第二电压标识用于指示第一变流器的零时刻。在这里，由于所有的第一变流器之间完成了时钟同步，因此，第二电压标识指示的零时刻可以是任意一个第一变流器的零时刻。

为了保证电压信号的能量，可以通过至少一个第二变流器中的部分第二变流器协同生成第二电压信号。由于第一变流器已完成时钟同步，因此，部分第二变流器能够协同生成第二电压信号。

第二电压标识是通过部分第二变流器调制得到的。部分第二变流器中的每个第一变流器调制生成的第二电压信号，从而使得第一变流器生成的第二电压信号携带标识。具体实现过程可参见图8实施例中对S802的详细说明，在此不再赘述。

变流器能够检测自身是否完成启动。例如，变流器能够根据启动的开始时刻和当前时刻计算启动时长，当启动时长大于预设时长的情况下，确定变流器启动完成。又例如，变流器根据电压信号的周期性变化，确定是否完成启动。当变流器检测到电压信号为周期性变化时，确定自身已经完成启动。当变流器检测到电压信号未周期性变化时，则确定自身未完成启动。

部分第二变流器中的每个第二变流器检测自身是否完成启动，并在第一确定完成启动的情况下停止输出电压信号。

在部分第二变流器中的每个第二变流器启动完成的情况下，部分第二变流器可协同调制电压信号，从而使电压信号携带第二电压标识。多个变流器调制电压信号的具体实现方式可参见图8实施例中对S802的详细说明，在此不再赘述。

部分第二变流器将调制后的电压信号传输至电力传输线路中后，停止输出电压信号。具体的，部分第二变流器中的每个第二变流器能够在输出电压信号的时长大于预设的时长阈值的情况下，停止输出电压信号。

S1002，多个第三变流器检测第二电压信号中的第二电压标识，并根据第二电压标识与至少部分第二变流器进行时钟同步，以使多个第二变流器的零时刻与第一变流器的零时刻相同。

每个第三变流器能够检测电力传输线路中的电压信号，从而确定第二电压标识，并根据第二电压标识与第一变流器完成时钟同步。

在一些实施例中，第三变流器中包括锁相环，锁相环用于跟踪电力传输线路中电压的幅值和相位。为了保证确定零时刻的精准度，锁相环能够按照预设的采样频率进行采样，从而对采样的电压信号进行分析。S1002中每个第三变流器检测电压信号的实现方式可参见图5a实施例中对S503的详细说明，S1002中每个第三变流器与第二变流器时钟同步的实现方式可参见图5a实施例中对S504的具体说明，在此不再赘述。

S1003，至少一个第二变流器中的所有第二变流器和多个第二变流器以相同的电压启动策略启动，从而带动电网黑启动。

在第一变流器和第二变流器完成时钟同步后，至少一个第二变流器中的所有第二变流器和多个第二变流器根据零时刻，以相同的电压启动策略启动。在这里，变流器启动的具体实现方式可参见图9中对第一变流器启动的详细说明，在此不再赘述。

在这里，在第一变流器和第二变流器完成时钟同步后，至少剩余第一变流器和多个第二变流器通过电压软启动的方式进行启动，从而避免出现励磁涌流。而且，至少一个第二变流器中所有的第二变流器和多个第二变流器根据同步后的时钟，并以相同的电压启动策略启动，能够保证黑启动的过程中出第一变流器以外的变流器均电压同步，从而避免出现环流。

需要说明的是，上述实施例中的第一变流器和第二变流器为相同的变流器。例如，配置的功能和参数均相同。在一些实施例中，上述实施例中的第一变流器、第二变流器和第三变流器均为三相变流器。在变流器为三相变流器的情况下，S902和S1002中调制电压信号的方式可以是对三相电压信号中的其中任意一相电压信号进行调制，从而使得三相电压信号中带有电压标识。如图11所示，三相电压信号包括电压信号Ua，电压信号Ub和电压信号Uc。其中，变流器对电压信号Ua调制以90°为中心、脉冲宽度为18°的低电平脉冲信号。本申请实施例中涉及的脉冲信号的脉冲宽度不限于18°，脉冲宽度为18°仅作为示例性说明。

如此，当功率转换系统包括多组变流器的情况下，可以在一组变流器完成时钟同步后，通过该组功率变化器中的部分变流器协同生成带有电压标识的电压信号，提高电压信号的能量，以使剩余的多组变流器中每组变流器均根据电压信号中的电压标识与部分变流器时钟同步，从而使得功率转换系统中的多组变流器的时钟统一。如此，功率转换系统中的变流器，均以统一的时钟为标准，按照相同的电压启动策略启动，从而提高变流器之间电压同步的精准度，减少了变流器之间出现环流的现象。

在一些实施例中，第一变流器输出带有第一电压标识的信号周期电压信号一段时间后，会停止输出第一电压信号。例如，第一变流器中配置有预设的时长阈值，在第一变流器输出第一电压信号的时长大于时长阈值的情况下，第一变流器停止输出第一电压信号。在第一变流器输出第一电压信号一段时间后，停止输出第一电压信号的情况下，S1003包括：多个第一变流器和多个第二变流器根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而带动电网黑启动。

第一变流器停止输出第一电压信号后，第一变流器停止输出电压信号。如此，第一变流器、至少一个第二变流器和多个第二变流器根据相同的时钟，以相同的电压启动策略从电压为0开始启动。

如此，功率转换系统中的所有变流器均能够实现电压同步，避免了多个变流器之间出现环流。

在另一些实施例中，第一变流器能够保持持续输出电压信号的状态，不参与电网黑启动的过程。

基于上述实施例提供的电网的黑启动方法，本申请实施例还提供了一种功率转换系统。

图12是本申请实施例提供的一种功率转换系统的架构示意图。本申请实施例提供的功率转换系统用于执行图10中所示的电网的黑启动方法。如图12所示，本申请实施例提供的功率转换系统包括并联的多个第一变流器1200(如图中所示的变流器1201至变流器120m，m为正整数)。

第一变流器1201启动，用于将带有第一电压标识的第一电压信号传输至电网中；

至少一个第二变流器1202至120m，用于检测第一电压信号中的第一电压标识，根据第一电压标识与用于输出第一电压信号的第一变流器进行时钟同步；

至少一个第二变流器1202至120m，用于根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而带动电网黑启动。

在本申请实施例中，通过功率转换系统中一台变流器传输带有电压标识的电压信号，从而使得功率转换系统中的多个变流器根据电压标识与传输电压信号的变流器进行时钟同步，即功率转换系统中的多个变流器的时钟的起点是相同的。功率转换系统至少存在剩余的变流器在时钟同步之后按照相同的电压启动策略启动，从而带动电网黑启动。如此，功率转换系统中至少剩余的变流器均以统一的时钟为标准，按照相同的电压启动策略启动，从而实现电压同步，提高了多个变流器之间电压同步的精准度，减少了变流器之间出现环流的现象。

在一种可能的实现方式中，在第一变流器停止输出第一电压信号的情况下，第一变流器和至少第二变流器用于根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而带动电网黑启动。

如此，功率转换系统中的所有变流器均能够实现电压同步，避免了多个变流器之间出现环流。

在一种可能的实现方式中，第一电压信号包括至少一个第一电压标识，至少一个第一电压标识位于相同的时间周期内。

如此，能够保证时钟同步的精准度。

在一种可能的实现方式中，第一变流器，用于生成第一电压信号，对第一电压信号进行调制，以使第一电压信号带有第一电压标识。

如此，通过对电压信号进行调制，以标记变流器的时钟的起点，从而使得其余的变流器确定时钟的起点，完成时钟同步。

在一种可能的实现方式中，至少一个第二变流器中的每个第二变流器包括锁相环；

每个第二变流器中的锁相环，用于检测第一电压信号的电压幅值，从而确定第一电压信号中的第一电压标识。

锁相环是功率变化器中的必备器件，如此，通过变流器中固有的器件检测电压信号，从而确定电压标识，使得功率转换系统中的多组变流器时钟同步，完成零时刻的统一，保证黑启动过程中电压同步，无需额外的设备控制功率变换系统中的多组变流器电压同步，节省成本。

在一种可能的实现方式中，第一电压标识为脉冲信号。

如此，变流器能够根据脉冲信号进行时钟同步，从而使得多个变流器的时钟同步。

在一种可能的实现方式中，功率转换系统还包括多个第三变流器，多个第三变流器分别与第一变流器和至少一个第二变流器并联，且多个第三变流器并联；

至少一个第二变流器中至少部分第二变流器启动，用于将带有第二电压标识的第二电压信号传输至电力传输线路中，至少一个第二变流器的时钟同步；

多个第三变流器中的每个第三变流器，用于检测第二电压信号中的第二电压标识，并根据第二电压标识与至少部分第二变流器进行时钟同步；

至少一个第二变流器和多个第三变流器，用于根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而带动电网黑启动。

如此，当功率转换系统包括多组变流器的情况下，可以在一组变流器完成时钟同步后，通过该组功率变化器中的部分变流器协同生成带有电压标识的电压信号，提高电压信号的能量，以使剩余的多组变流器中每组变流器均根据电压信号中的电压标识与部分变流器时钟同步，从而使得功率转换系统中的多组变流器的时钟统一。如此，功率转换系统中变流器，均以统一的时钟为标准，按照相同的电压启动策略启动，从而提高变流器之间电压同步的精准度，减少了变流器之间出现环流的现象。

在一种可能的实现方式中，在第一变流器停止输出第一电压信号的情况下，第一变流器、至少一个第二变流器和多个第三变流器用于根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动。

如此，功率转换系统中的所有变流器均能够实现电压同步，避免了多个变流器之间出现环流。

在一种可能的实现方式中，第二电压信号包括至少一个第二电压标识，且至少一个第二电压标识位于相同的时间周期内。

如此，能够保证时钟同步的精准度。

在一种可能的实现方式中，第二电压标识为脉冲信号。

如此，变流器能够根据脉冲信号确定时钟的起点，从而使得多个变流器之间时钟同步。

在一种可能的实现方式中，多个第三变流器中的每个第三变流器包括锁相环；

每个第三变流器中的锁相环，用于检测第二电压信号的幅值，从而确定第二电压标识。

锁相环是功率变化器中的必备器件，如此，通过变流器中固有的器件检测电压信号，从而确定电压标识，使得功率转换系统中的所有变流器时钟同步，完成时钟的统一，保证黑启动过程中电压同步，无需额外的设备控制功率变换系统中的多个变流器电压同步，节省成本。

在一种可能的实现方式中，在至少部分第二变流器启动之后，至少部分第二变流器用于生成第二电压信号，并对第二电压信号进行调制，以使第二电压信号带有第二电压标识。

如此，通过对电压信号进行调制，以标记变流器的时钟的起点，从而使得其余的变流器确定时钟的起点，完成时钟同步。

图13是本申请实施例提供了一种电网的黑启动方法的流程。本申请实施例提供的电网的黑启动方法应用于图12所示的功率转换系统中通过电力传输线路并联的至少一个第二变流器。如图13所示，本申请实施例提供的电网的黑启动方法包括步骤S1301至S1303。本申请实施例中的步骤S1301至S1303可参见图9实施例中对至少一个第二变流器的详细说明，在此不再赘述。

S1301，检测电力传输线路中的第一电压信号携带的第一电压标识，第一电压信号是功率转换系统中的第一变流器传输至电力传输线路的信号，第一变流器与至少一个第二变流器并联。

S1302，根据第一电压标识与第一变流器进行时钟同步。

S1303，根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，以带动电网黑启动。

在本申请实施例中，通过功率转换系统中一台变流器(第一变流器)传输带有电压标识的电压信号，从而使得功率转换系统中的多个变流器(如多个第二变流器)根据电压标识与传输电压信号的变流器进行时钟同步，即功率转换系统中的多个变流器的时钟的起点是相同的。功率转换系统中的至少存在多个第二变流器在时钟同步之后按照相同的电压启动策略启动，从而带动电网黑启动。如此，多个第二变流器均以统一的时钟为标准，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而实现电压同步，提高了多个变流器之间电压同步的精准度，并增加了电压同步的变流器的数量，减少了变流器之间出现环流的现象。

图14是本申请实施例提供了一种电网的黑启动方法的流程示意图。本申请实施例提供的电网的黑启动方法应用于图12所示的功率转换系统中的第一变流器。如图14所示，本申请实施例提供的电网的黑启动方法，包括下述步骤S1401。本申请实施例中的步骤S1301至S1303可参见图9实施例中对第一变流器的详细说明，在此不再赘述。

S1401，第一变流器启动，将带有第一电压标识的第一电压信号传输至电力传输线路中，以使功率转换系统中的至少一个第二变流器根据第一电压标识与第一变流器进行时钟同步，根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，以带动电网黑启动；

其中，至少一个第二变流器通过电力传输线路与第一变流器并联。

在本申请实施例中，通过功率转换系统中一台变流器(第一变流器)传输带有电压标识的电压信号，从而使得功率转换系统中的多个变流器(如多个第二变流器)根据电压标识与传输电压信号的变流器进行时钟同步，即功率转换系统中的多个变流器的时钟的起点是相同的。功率转换系统中的至少存在多个第二变流器在时钟同步之后按照相同的电压启动策略启动，从而带动电网黑启动。如此，多个第二变流器均以统一的时钟为标准，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而实现电压同步，提高了多个变流器之间电压同步的精准度，并增加了电压同步的变流器的数量，减少了变流器之间出现环流的现象。

图15是本申请实施例提供了一种电网的黑启动装置的结构示意图。本申请实施例提供的电网的黑启动装置应用于图12所示的功率转换系统中通过电力传输线路并联的至少一个第二变流器。如图15所示，本申请实施例提供的电网的黑启动装置包括检测模块1501，同步模块1502，启动模块1503。

检测模块1501，用于检测电力传输线路中的第一电压信号携带的第一电压标识，第一电压信号是功率转换系统中的第一变流器传输至电力传输线路的信号，第一变流器与至少一个第二变流器并联；

同步模块1502，用于根据第一电压标识与第一变流器进行时钟同步；

启动模块1503，用于根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，以带动电网黑启动。

在本申请实施例中，通过功率转换系统中一台变流器(第一变流器)传输带有电压标识的电压信号，从而使得功率转换系统中的多个变流器(如多个第二变流器)根据电压标识与传输电压信号的变流器进行时钟同步，即功率转换系统中的多个变流器的时钟的起点是相同的。功率转换系统中的至少存在多个第二变流器在时钟同步之后按照相同的电压启动策略启动，从而带动电网黑启动。如此，多个第二变流器均以统一的时钟为标准，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而实现电压同步，提高了多个变流器之间电压同步的精准度，并增加了电压同步的变流器的数量，减少了变流器之间出现环流的现象。

图16是本申请实施例提供了一种电网的黑启动装置的结构示意图。本申请实施例提供的电网的黑启动装置应用于图12所示的功率转换系统中的第一变流器。如图16所示本申请实施例提供的电网的黑启动装置包括启动模块1601。

启动模块1601，用于将带有第一电压标识的第一电压信号传输至电力传输线路中，以使功率转换系统中的至少一个第二变流器根据第一电压标识与第一变流器进行时钟同步，根据同步后的时钟，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，以带动电网黑启动；

其中，至少一个第二变流器通过电力传输线路与第一变流器并联。

在本申请实施例中，通过功率转换系统中一台变流器(第一变流器)传输带有电压标识的电压信号，从而使得功率转换系统中的多个变流器(如多个第二变流器)根据电压标识与传输电压信号的变流器进行时钟同步，即功率转换系统中的多个变流器的时钟的起点是相同的。功率转换系统中的至少存在多个第二变流器在时钟同步之后按照相同的电压启动策略启动，从而带动电网黑启动。如此，多个第二变流器均以统一的时钟为标准，以相同的电压值作为起点并按照相同电压变化率启动，从而实现电压同步，提高了多个变流器之间电压同步的精准度，并增加了电压同步的变流器的数量，减少了变流器之间出现环流的现象。

图17是本申请实施例提供的一种变流器的结构示意图。如图17所示，本申请实施例提供的变流器包括处理器1701、存储器1702和通信接口1703。处理器1701、存储器1702和通信接口1703之间通过总线1704连接。存储器1702中包括操作系统和程序代码模块。

存储器1702可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器1702可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器1702可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器1702可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器1702是非易失性固态存储器。

存储器可包括只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，磁盘存储介质设备，光存储介质设备，闪存设备，电气、光学或其他物理/有形的存储器存储设备。因此，通常，存储器包括一个或多个编码有包括计算机可执行指令的软件的有形(非暂态)计算机可读存储介质(例如，存储器设备)，并且当该软件被执行(例如，由一个或多个处理器)时，其可操作来执行参考根据本申请中的方法所描述的操作。

处理器1701通过读取并执行存储器1702中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的变流器执行的方法。

在一个示例中，电子设备还可包括通信接口1703和总线1710。其中，如图17所示，处理器1701、存储器1702、通信接口1703通过总线1710连接并完成相互间的通信。

通信接口1703，主要用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。

总线1710包括硬件、软件或两者，将电子设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线1710可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。

可以理解的是，本申请的实施例中的处理器可以是中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件，硬件部件或者其任意组合。通用处理器可以是微处理器，也可以是任何常规的处理器。

本申请的实施例中的方法步骤可以通过硬件的方式来实现，也可以由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(random access memory，RAM)、闪存、只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable rom，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过所述计算机可读存储介质进行传输。所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。