[發(fā)明專利]自旁路型故障限流器及其控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910382384.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN110176754A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種自旁路型故障限流器及其控制方法，自旁路型故障限流器包括通流支路、電流轉(zhuǎn)移支路限流支路，采用全控型器件，邏輯簡(jiǎn)單，可控性強(qiáng)；該型限流器電流轉(zhuǎn)移支路包含一種全新的單鉗位子模塊，具備雙向旁路和單向鉗位的單象限運(yùn)行能力。該限流器動(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)明提供的自旁路型故障限流器的控制方法，分為限流器所在的直流線路正常運(yùn)行或檢測(cè)到限流器所在的直流線路發(fā)生的故障前以及檢測(cè)到自旁路型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)自旁路型故障限流器實(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，具體涉及一種自旁路型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(guó)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(guó)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(zhǎng)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)明提供一種自旁路型故障限流器及其控制方法，自旁路型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(cè)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；分為自旁路型故障限流器所在的直流線路正常運(yùn)行或檢測(cè)到自旁路型故障限流器所在的直流線路發(fā)生的故障前以及檢測(cè)到自旁路型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)自旁路型故障限流器實(shí)現(xiàn)控制，自旁路型故障限流器采用全控型器件，邏輯簡(jiǎn)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)明提供一種自旁路型故障限流器，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(cè)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(zhǎng)。

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。

所述通流支路與電流轉(zhuǎn)移支路并聯(lián)，形成公共點(diǎn)A和公共點(diǎn)B；

所述電流轉(zhuǎn)移支路由可鉗位子模塊串并聯(lián)組成。