[發明專利]一種電流注入式直流斷路器及控制方法

在審

• 申請號: 202110245692.6
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112865044A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 周萬迪;魏曉光;劉遠;張升;李弸智;陳赟;傅超然
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國家電網有限公司;國網上海市電力公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J1/00;H02J1/08
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 胡曉靜

本發明提供的一種電流注入式直流斷路器及控制方法，電流注入式直流斷路器包括：多個通流模塊、電流注入模塊、耗能模塊、開斷模塊及多個隔離模塊，其中，多個通流模塊的一端與直流母線接線端口連接，另一端與每條直流線路接線端口連接，直流母線接線端口與直流線路接線端口一一對應設置；各隔離模塊的一端與其對應的直流線路連接，另一端與電流注入模塊的一端連接；電流注入模塊的另一端分別與耗能模塊的一端及開斷模塊的一端連接；耗能模塊的另一端及開斷模塊的另一端與直流母線連接。通過實施本發明，降低了斷路器的設備投資，有利于多端及直流電網的建設。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種電流注入式直流斷路器及控制方法。

背景技術

高壓直流斷路器是多端及直流電網構建的核心設備之一，其技術經濟性直接影響了直流電網應用的靈活性與廣泛性。隨著風光等可再生能源大規模開發，直流電網傳輸容量及應用規模將不斷增加，網架結構將日趨復雜，規?；瘧脤Ω邏褐绷鲾嗦菲骷夹g經濟性將提出更高的要求。

目前高壓直流斷路器主要有混合式與機械式兩種技術路線。機械式方案存在小電流開斷時間長、快速重合閘困難等瓶頸問題，限制了該方案開斷性能的提升，且其成本隨著重合閘次數的增加顯著提升。因此，相較于機械式直流斷路器，混合式方案在工程上應用更為廣泛，然而目前的混合式直流斷路器通常采用大量的全控型電力電子器件，隨著開斷電流需求的提升，將會造成器件進一步增大，導致成本大幅增加。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中混合式直流斷路器成本高的缺陷，從而提供一種電流注入式直流斷路器及控制方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種電流注入式直流斷路器，包括：多個通流模塊、電流注入模塊、耗能模塊、開斷模塊及多個隔離模塊，其中，多個所述通流模塊的一端與直流母線接線端口連接，另一端與每條直流線路接線端口連接，所述直流母線接線端口與所述直流線路接線端口一一對應設置；各所述隔離模塊的一端與其對應的直流線路連接，另一端與所述電流注入模塊的一端連接；所述電流注入模塊的另一端分別與所述耗能模塊的一端及開斷模塊的一端連接；所述耗能模塊的另一端及開斷模塊的另一端與所述直流母線連接。

可選地，所述通流模塊包括至少一個機械開關。

可選地，所述隔離模塊包括：機械開關和至少一個雙向電力電子開關單元，其中，所述機械開關與各所述雙向電力電子開關單元串聯連接。

可選地，所述隔離模塊包括：多個串聯的雙向電力電子開關單元和與多個串聯的雙向電力電子開關單元并聯連接的非線性電阻。

可選地，所述電流注入模塊包括耦合電抗器、充電電容、晶閘管及與晶閘管反向并聯的二極管，其中，所述耦合電抗器的二次側的一端分別與各所述隔離模塊的另一端連接，另一端分別與所述耗能模塊的一端及開斷模塊的一端連接；所述耦合電抗器的一次側的一端與所述充電電容的一端連接，所述充電電容的另一端分別與所述晶閘管的陰極及與晶閘管反向并聯的二極管的陽極連接；所述耦合電抗器的一次側的另一端分別與所述晶閘管的陽極及與晶閘管反向并聯的二極管的陰極連接。

可選地，所述耗能模塊為避雷器。

可選地，所述開斷模塊包括至少一個雙向電力電子開關單元。

可選地，所述雙向電力電子開關包括IGBT器件及與所述IGBT器件反向并聯的二極管。