[發(fā)明專利]一種基于鉗位子模塊的混合式故障限流器及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811349619.8
• 申請(qǐng)日: 2018-11-14
• 公開（公告）號(hào): CN110137929A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙成勇;宋冰倩;趙西貝;許建中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): H02H9/02
• 分類號(hào): H02H9/02;H02J3/36
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種基于鉗位子模塊的混合式限流器及其控制方法，混合式限流器包括通流支路、限流支路，采用全控型器件，邏輯簡單，可控性強(qiáng)；該型限流器鉗位子模塊拓?fù)渚邆涠喾N可替代拓?fù)洹Ｔ撓蘖髌鲃?dòng)作過程不依賴避雷器的保護(hù)作用，有效提高了限流器壽命。本發(fā)明提供的基于鉗位子模塊的混合式限流器的控制方法，分為限流器所在的直流線路正常運(yùn)行或檢測到限流器所在的直流線路發(fā)生的故障前以及檢測到基于鉗位子模塊的混合式限流器所在的直流線路發(fā)生的故障后兩種情況對(duì)基于鉗位子模塊的混合式限流器實(shí)現(xiàn)控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于鉗位子模塊的混合式故障限流器及其 控制方法。

背景技術(shù)

高壓直流輸電(high voltage direct current，HVDC)由于其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在我 國遠(yuǎn)距離大容量輸電和大區(qū)聯(lián)網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用。高壓直流輸電不僅具有電網(wǎng)穩(wěn)定、可靠 等諸多特性，同時(shí)也為分布式能源的大規(guī)模接入提供了便利。但由于不能在系統(tǒng)故障時(shí)采取 很好的應(yīng)對(duì)措施，限制了直流電網(wǎng)的發(fā)展。其中主要技術(shù)難點(diǎn)在于高壓大容量的直流限流器 技術(shù)尚不成熟。因此，研究一種能夠在直流系統(tǒng)故障時(shí)限制直流電流快速上升，減輕直流系 統(tǒng)中各級(jí)設(shè)備壓力的裝置，已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。

從近20年的發(fā)展來看，可以將直流限流器分為兩大類，主要是超導(dǎo)型的直流限流器和基 于電力電子的直流限流器。由于超導(dǎo)型的直流限流器造價(jià)高昂，因此在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)還不 具備大規(guī)模應(yīng)用潛力。而近年來由于電力電子器件的普及，基于電力電子的直流限流器被廣 泛研究和推廣，主要集中在固態(tài)直流限流器和混合式直流限流器。固態(tài)直流限流器在電網(wǎng)系 統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)通過IGBT向用電端供電，然而IGBT的通態(tài)管壓降較大，導(dǎo)致固態(tài)直流限流 器的損耗大，經(jīng)濟(jì)性差。混合式直流限流器采用快速機(jī)械開關(guān)導(dǎo)通正常運(yùn)行電流，電力電子 開關(guān)分?jǐn)喙收想娏鳎诒ＷC分?jǐn)嗳萘亢蛣?dòng)作速度的前提下降低通態(tài)損耗，具有良好的研究與 應(yīng)用前景。缺點(diǎn)是關(guān)斷電流取決于電力電子支路中器件數(shù)量，需要大量的電力電子器件，從 而造成高壓直流限流器造價(jià)昂貴且占地面積大。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中固態(tài)直流限流器的損耗大且經(jīng)濟(jì)性差以及混合式直流限流器造 價(jià)昂貴且占地面積大不足，本發(fā)明提供一種基于鉗位子模塊的混合式故障限流器及其控制方 法，基于鉗位子模塊的混合式故障限流器包括通流支路、電流轉(zhuǎn)移支路和限流支路。通流支 路，用于在直流線路正常運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)直流線路穩(wěn)態(tài)電流的導(dǎo)通，并在檢測到直流線路發(fā)生的 故障后將故障電流轉(zhuǎn)移至電流轉(zhuǎn)移支路，電流轉(zhuǎn)移支路，用于承載通流支路轉(zhuǎn)移的故障電流， 并使限流支路中的限流元件接入直流線路；分為基于鉗位子模塊的混合式故障限流器所在的 直流線路正常運(yùn)行或檢測到基于鉗位子模塊的混合式故障限流器所在的直流線路發(fā)生的故障 前以及檢測到基于鉗位子模塊的混合式故障限流器所在的直流線路發(fā)生的故障后兩種情況對(duì) 基于鉗位子模塊的混合式故障限流器實(shí)現(xiàn)控制，基于鉗位子模塊的混合式故障限流器采用全 控型器件，邏輯簡單，控制能力強(qiáng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供一種基于鉗位子模塊的混合式故障限流器，包括：

通流支路，用于在直流線路正常運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)直流線路穩(wěn)態(tài)電流的導(dǎo)通，并在檢測到直流 線路發(fā)生的故障后將故障電流轉(zhuǎn)移至電流轉(zhuǎn)移支路；

電流轉(zhuǎn)移支路，用于承載通流支路轉(zhuǎn)移的故障電流，并使限流支路中的限流電感接入直 流線路；

限流支路，用于增加系統(tǒng)阻尼，限制故障電流增長。

所述通流支路包括快速隔離開關(guān)K1和與快速隔離開關(guān)串聯(lián)的轉(zhuǎn)換模塊；

所述轉(zhuǎn)換模塊包括N個(gè)IGBT單元，N個(gè)IGBT單元以串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)結(jié)合方式組合；

所述IGBT單元包括IGBT和與IGBT反并聯(lián)的二極管。