随着当代社会电气化程度的不断提高,电力资源已经成为人类生产生活中必不可缺的要素。世界大停电事故的频繁发生,提醒着人类需要在大停电事故后尽可能减少经济财产损失,如何在短时间内恢复区域内的供电,保护重要负荷,成为一个亟需解决的问题。而黑启动作为电力系统瘫痪后快速恢复供电的第一环节,成为了近年来电力系统自动化方向的研究热点。随着储能技术和电力电子技术的不断发展,集合超级电容器和蓄电池的混合储能系统具备了能量密度高、持续时间长的出力特点,混合储能系统具备作为黑启动电源的条件。利用混合储能系统应对电网大停电故障,从最大程度保障了微电网黑启动的可靠性,大大缩短微电网黑启动的耗时,加快微电网重启速度,同时拓宽了混合储能系统的应用领域。首先,对比分析了微电网中几种主要微源的黑启动能力,从可行性、可靠性、启动时间等方面作为对比依据,根据自启动能力,确定了黑启动过程中微源选取方案。分析结果表明没有储能配合的风能和光伏电源不具备自启动能力,而由于混合储能系统和微型燃气轮机具备自启动能力,可以作为微电网黑启动电源。其次,研究了由超级电容器阵列和蓄电池组构成的混合储能系统的电压均衡问题。针对此问题上采用了一种均压控制方式,实现了各储能单元的电压均衡。使用Matlab/Simulink搭建了混合储能系统并网仿真模型,通过仿真验证了混合储能系统的可靠性。再次,详细阐述了电能变换装置的工作原理、工作方式,使用Matlab/Simulink搭建了控制模块的仿真模型,仿真结果证明了电能变换装置控制的可行性。最后,采用了串行并行相结合的黑启动流程和一种改进的微电网拓扑结构,搭建了含超级电容器的混合储能系统和微型燃气轮机的微电网Matlab/Simulink仿真模块,仿真结果验证了黑启动流程的可行性。