[發(fā)明專利]一種多功能多端口混合式直流斷路器及控制方法

在審

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• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112865046A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏曉光;周萬迪;李弸智;劉遠;張升
• 申請（專利權(quán)）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 胡曉靜

本發(fā)明提供的一種多功能多端口混合式直流斷路器及控制方法，該斷路器包括：潮流控制模塊、多個通流模塊、限流模塊、耗能模塊、開斷模塊及多個選擇模塊，其中，潮流控制模塊的一端與直流母線接線端口連接，另一端與各通流模塊的一端連接，各通流模塊的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(yīng)設(shè)置；各選擇模塊的一端與其對應(yīng)的直流線路連接，另一端與限流模塊的一端連接；限流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(fā)明，使得直流斷路器設(shè)備投資大幅減少，且具備潮流控制能力，有利于推動多端及直流電網(wǎng)的發(fā)揮。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多功能多端口混合式直流斷路器及控制方法。

背景技術(shù)

高壓直流斷路器是多端及直流電網(wǎng)構(gòu)建的核心設(shè)備之一，其技術(shù)經(jīng)濟性直接影響了直流電網(wǎng)應(yīng)用的靈活性與廣泛性。隨著風(fēng)光等可再生能源大規(guī)模開發(fā)，直流電網(wǎng)傳輸容量及應(yīng)用規(guī)模將不斷增加，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)將日趨復(fù)雜，規(guī)模化應(yīng)用對高壓直流斷路器技術(shù)經(jīng)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(shù)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(shù)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(yīng)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(dǎo)致成本大幅增加。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中混合式直流斷路器成本高的缺陷，從而提供一種多功能多端口混合式直流斷路器及控制方法。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種多功能多端口混合式直流斷路器，包括：潮流控制模塊、多個通流模塊、限流模塊、耗能模塊、開斷模塊及多個選擇模塊，其中，所述潮流控制模塊的一端與直流母線接線端口連接，另一端與各所述通流模塊的一端連接，各所述通流模塊的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(yīng)設(shè)置；各所述選擇模塊的一端與其對應(yīng)的直流線路連接，另一端與所述限流模塊的一端連接；所述限流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，所述潮流控制模塊包括：與各直流線路一一對應(yīng)設(shè)置的電力電子開關(guān)單元，以及設(shè)置于每兩條相鄰直流線路之間的電容，其中，每個電容的兩端分別與兩條相鄰直流線路連接；所述電力電子開關(guān)單元包括電力電子開關(guān)器件及預(yù)充電電容。

可選地，所述通流模塊包括至少一個機械開關(guān)。

可選地，所述選擇模塊包括：機械開關(guān)和至少一個雙向電力電子開關(guān)單元，其中，所述機械開關(guān)與各所述雙向電力電子開關(guān)單元串聯(lián)連接。

可選地，所述選擇模塊包括：多個串聯(lián)的雙向電力電子開關(guān)單元和與多個串聯(lián)的雙向電力電子開關(guān)單元并聯(lián)連接的非線性電阻。

可選地，所述限流模塊為阻性限流模塊、容性限流模塊或感性限流模塊。

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(guān)單元。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種多功能多端口混合式直流斷路器控制方法，應(yīng)用于本發(fā)明實施例第一方面所述的多功能多端口混合式直流斷路器控制方法，所述控制方法包括：在接受到線路潮流指令時，閉鎖潮流控制模塊中的各電力電子開關(guān)單元以調(diào)節(jié)線路潮流。