随着电网规模的扩大,光伏、风电等可再生电源的接入,自然灾害、人员操作失误或自动控制设备失灵等因素增大了电网发生解列甚至崩溃事故的隐患。尽管大面积、长时间的停电事故发生概率不高,但无法完全避免或消除,一旦发生,不仅会给电力企业和国民经济带来巨大的损失,而且也会给对人们的生产生活造成严重影响。电网黑启动恢复方案是电网应急预案的重要组成部分,其中的黑启动电源选择和系统恢复过程是应急预案的重中之重。因此,如何利用可再生能源发电作为黑启动电源增强黑启动方案的可靠性,如何进行子区域最优划分加速整个电网的恢复过程,以及如何确定子区域恢复后的最优并网时刻,对电网发生大面积崩溃后在最短的时间内有效、稳定地恢复机组出力以及对用户供电具有重大意义。本文围绕相关问题进行了深入分析和研究,主要研究内容和成果如下:(1)提出了风、光、储、燃多种可再生能源发电的黑启动电源规划方法。首先分析可再生能源发电系统作为电网黑启动电源的可行性,建立了风、光、储、燃的发电模型。然后在此基础上,提出了多种可再生能源发电系统作为黑启动电源的容量优化配置模型。最后利用我国内蒙某地的气象数据和负荷需求,通过粒子群算法实现模型的求解,进一步在PSCAD搭建该多种可再生能源系统作为黑启动电源的仿真模型,校验了其黑启动能力及优化结果的有效性。(2)提出了“机组划分+负荷划分”系统恢复子区域的最优划分策略。建立了考虑恢复时间均衡度的机组划分模型,并采用含连通图约束的背包算法实现负荷划分和系统恢复子区域的确定。通过IEEE 39节点系统算例验证了恢复子区域划分方法的可行性和有效性。(3)提出了恢复子区域的机电暂态并网仿真方法。首先建立整个电网及其动态元件的数学模型,然后开发了模拟发电机并网过程的仿真程序,确定了各子区域的最优并网时刻,进而基于本文研究成果,开发了用于生成大电网黑启动预案的辅助决策软件,为电网运行人员制定黑启动方案提供技术支撑。