[發(fā)明專利]一種適用于低壓直流系統(tǒng)的故障限流器及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011623803.4
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112803384A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設計）人: 侯凱;王國寧;王志剛;曾肖明;梁帥奇;王小紅
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司;南瑞集團有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02J1/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權代理有限公司 32224
• 代理人: 史俊軍

本發(fā)明公開了一種適用于低壓直流系統(tǒng)的故障限流器，包括半橋模塊和處理器；半橋模塊的正負端為所述故障限流器的輸入端；半橋模塊包括若干并聯(lián)的半橋電路；所有半橋電路的中間引出端并接在一起，作為故障限流器的輸出端；處理器采集輸入端的電流和電壓、輸出端的電流和電壓，控制所有半橋電路。同時公開了相應的控制方法。本發(fā)明可有效適用于低壓直流系統(tǒng)。

技術領域

本發(fā)明涉及一種適用于低壓直流系統(tǒng)的故障限流器及控制方法，屬于電力電子技術領域。

背景技術

可再生能源大規(guī)模利用是全球能源發(fā)展的重要方向，分布式光伏等直流型可再生能源發(fā)展迅速，使直流負荷比重不斷提高，并且隨著當代電力電子技術在電網(wǎng)中應用的日益成熟，直流電網(wǎng)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中不可缺少的一部分，因此直流電網(wǎng)短路、過流等故障的處理成為工程應用中較為關心的問題。

故障限流器是一種串接在電路中的電氣設備，能夠檢測出短路故障，并將短路電流限制在一定范圍內(nèi)，進而保護電網(wǎng)安全。加裝故障限流器能夠限制電網(wǎng)的短路容量、減輕電氣設備負擔、提高其動作可靠性和使用壽命。目前，故障限流器的研究主要集中在高壓直流下的應用，還沒有一種適用于低壓直流系統(tǒng)的故障限流器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種適用于低壓直流系統(tǒng)的故障限流器及控制方法，解決了背景技術中披露的問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種適用于低壓直流系統(tǒng)的故障限流器，包括半橋模塊和處理器；

半橋模塊的正負端為所述故障限流器的輸入端；半橋模塊包括若干并聯(lián)的半橋電路；所有半橋電路的中間引出端并接在一起，作為故障限流器的輸出端；

處理器采集輸入端的電流和電壓、輸出端的電流和電壓，控制所有半橋電路。

還包括輸入電容，輸入電容并接在輸入端。

每個半橋電路的中間引出端通過電抗器并接在一起。

半橋模塊包括三個半橋電路，三個壓降電路并聯(lián)構成三相全橋開關電路。

半橋電路為IGBT半橋電路，處理器控制所有半橋電路的上IGBT管。

處理器通過電流傳感器采集輸入端和輸出端電流，通過電壓分壓采樣電路采集輸入端和輸出端電壓。

處理器為DSP。

一種適用于低壓直流系統(tǒng)的故障限流器控制方法，包括，

響應于系統(tǒng)發(fā)生短路、并且采集的輸入端和/或輸出端電流大于第一閾值，閉鎖半橋電路開關管的控制脈沖；

響應于閉鎖一段時間后輸出端電流與限流值的差值小于第二閾值，打開半橋電路開關管的控制脈沖，采用PI控制算法控制半橋電路占空比，使輸出端電流保持在限流值；

響應于系統(tǒng)短路在預設時間內(nèi)消失，將采集的輸出端電壓和輸入端電壓比值作為PI控制算法的輸出初始值，使占空比逐漸增大到1。

PI控制算法的輸入為輸出端電流與限流值的差值。

開關管的控制脈沖為PWM調(diào)整脈沖；PI控制算法的輸出經(jīng)過三相交錯PWM調(diào)制，控制開關管。

本發(fā)明所達到的有益效果：1、本發(fā)明采用并聯(lián)的半橋電路構建故障限流器，控制器通過輸入和輸出控制半橋電路，可有效適用于低壓直流系統(tǒng)；2、本發(fā)明在系統(tǒng)發(fā)生短路時，將輸入和/或輸出電流與閾值進行比較，實現(xiàn)短路故障的快速保護，降低短路電流最大值，進而保護系統(tǒng)內(nèi)電氣設備；3、本發(fā)明通過控制占空比，控制輸出端電流保持在限流值，實現(xiàn)短路時維持電流輸出，保持前級系統(tǒng)空載運行、電壓為定值，當短路清除后，支撐系統(tǒng)快速恢復；4、本發(fā)明在短路故障消失后，控制占空比逐漸增大到1，逐漸恢復輸出電壓，且不會產(chǎn)生過充電壓，恢復系統(tǒng)正常運行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明故障限流器的電路圖；