[发明专利]一种多端口直流断路器及控制方法

说明书

本发明提供了一种多端口直流断路器及控制方法，多端口直流断路器包括：多条通流主支路，每条通流主支路的输入端连接直流母线，输出端连接与其对应的接线端口，通流主支路上设置有固态开关和机械开关，用于控制对应的通流主支路的接通或断开；换流支路，包括一条转移支路，换流支路的输入端通过多个导通器件分别与每一条通流主支路连接，其中，输入端的每个导通器件的一端与对应的通流主支路连接；换流支路的输出端通过导通器件分别与通流主支路连接，其中，输出端的每个导通器件的另一端与对应的通流主支路连接。通过实施本发明，无需为每条支路单独配置各自的直流断路器，降低了电力系统中多端口直流断路器的成本。

技术领域

本发明涉及直流断路器技术领域，具体涉及一种多端口直流断路器及控制方法。

背景技术

柔性直流输电技术(VSC-HVDC)作为一种新型的基于电压源的直流输电技术，具有潮流翻转时不改变电压极性，可以独立调节有功和无功功率，可为无源网络供电等优势，因此更适合构成多端直流系统(MT-HVDC)。在VSC-HVDC中，当发生直流侧短路故障时，若采用传统的故障隔离方法，VSC-HVDC只能跳开交流侧断路器，导致全系统短时停运，对并联运行的交流系统造成严重冲击，严重降低系统供电可靠性。所以多端直流系统有必要装设直流断路器，以切断故障电流并使故障部分退出运行，同时保证其他线路的正常运行。

目前研究的断路器类型主要包括机械式、固态式和混合式三种。混合直流断路器继承了机械断路器通态损耗低以及固态断路器开断迅速的特点，成为目前断路器研究的主要方向。混合式断路器根据所选用的电力电子器件不同，主要可分为两种类型，一种是基于半控型开关器件晶闸管，另外一种是基于全控型开关器件IGBT。比于IGBT的串联技术，晶闸管串联更容易实现，工程上应用也更为广泛，且成本大幅降低。

随着直流工程的普及，多端口直流系统得到了广泛的应用。但是，现有的多端口直流系统为每条支路单独配置各自的直流断路器，虽然保证了系统供电可靠性，但是成本较高，占用体积较大。

另一方面，现有基于转移支路的直流断路器不具备重合闸和预合闸功能，无法保证故障支路不影响其他支路正常工作，以及故障支路的快速恢复。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中多端口直流系统中需要为每条支路单独配置各自的直流断路器导致成本较高、占用体积较大，从而提供一种多端口直流断路器及控制方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种多端口直流断路器，包括：多条通流主支路，每条所述通流主支路的输入端连接直流母线，输出端连接与其对应的接线端口，所述通流主支路上设置有固态开关和机械开关，用于控制对应的所述通流主支路的接通或断开；换流支路，包括一条转移支路，所述换流支路的输入端通过多个导通器件分别与每一条通流主支路连接，其中，所述输入端的每个导通器件的一端与对应的通流主支路连接；所述换流支路的输出端通过导通器件分别与通流主支路连接，其中，所述输出端的每个导通器件的另一端与对应的通流主支路连接。

在一实施例中，所述换流支路，还包括：电容支路和避雷针支路，其中，转移支路、电容支路和避雷针支路并联。

在一实施例中，所述转移支路包括：晶闸管，一端与所述换流支路的输入端连接；SM子模块，一端与所述晶闸管的另一端连接，另一端与所述换流支路的输出端连接。

在一实施例中，所述SM子模块为半桥子模块或全桥子模块。

在一实施例中，所述导通器件为二极管或者晶闸管。

在一实施例中，每条通流主支路上分别设置一个机械开关和至少一个固态开关。