[发明专利]一种高压直流断路器供能系统的功率自适应装置及方法

说明书

本发明公开了一种高压直流断路器供能系统的功率自适应装置及方法，该装置包括：运行状态采样单元，用于获取供能系统的环路电流；通流支路由导线构成，用于在电力电子模块正常工作时，使功率自适应负载模块处于空载运行状态；补偿支路由负载元件构成，用于在电力电子模块异常工作时，根据环路电流使功率自适应负载模块处于补偿运行状态；逻辑控制单元，用于根据控制信号控制功率自适应负载模块选择通流支路或补偿支路作为导通支路。本发明在所有电力电子模块负载正常运行时保持空载运行状态，一旦有电力电子模块发生负载波动或故障丢失，则迅速由能量传输状态转化为能量补偿状态，保证对于供能电源来说负载无波动变化，维持供能系统正常运行。

技术领域

本发明涉及高电压输电技术领域，具体涉及一种高压直流断路器供能系统的功率自适应装置及方法。

背景技术

高压直流输电是实现大规模电能高效传输的先进技术，对支撑可再生能源大范围优化配置，促进我国能源结构转型意义重大，高压直流断路器是实现直流输电系统故障切除和隔离的核心设备，也是我国重点发展的战略性新型高端装备。

混合式直流断路器等无法从直流极线在线取能，需配置高电位供能系统作为二次板卡的电源。目前具有工程可用性的高电位供能系统主要基于工频磁耦合原理：隔离变压器输出端接供能电缆构成工频磁耦合供能系统的原边，磁环阵列穿过供能电缆构成工频磁耦合供能系统的副边；磁环输出端接电源模块板卡，将工频电源输出转化为负载适用的直流功率。工频磁耦合供能系统中，多级磁环阵列共用一根供能电缆，磁环阵列共用供能电缆的方式满足了分散负载分布式供能的功率平衡需求，但带来了运行异常时局部故障向整体故障发展的风险。当部分磁环负载出现大幅波动或丢失时，供能电缆中的电流会发生变化，则供能电缆环路上的所有供能磁环均会受到影响，若变化波动较大，则可能烧毁电源模块板卡，或导致电源板卡无法启动，造成直流断路器电力电子模块失去供能，无法正常工作。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种高压直流断路器供能系统的功率自适应装置及方法，解决现有技术中供能电缆中的电力电子模块发生负载波动或故障丢失后，造成直流断路器电力电子模块失去供能，无法正常工作的问题。

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高压直流断路器供能系统的功率自适应装置，包括：所述装置通过供能系统电缆环路与电力电子模块连接，所述装置包括：运行状态采样单元，用于获取供能系统的环路电流；通流支路，所述通流支路由导线构成，用于在所述电力电子模块正常工作时，使功率自适应负载模块处于空载运行状态；补偿支路，所述补偿支路由负载元件构成，用于在所述电力电子模块异常工作时，根据所述环路电流使功率自适应负载模块处于补偿运行状态；逻辑控制单元，用于根据控制信号控制功率自适应负载模块选择通流支路或补偿支路作为导通支路。

在一实施例中，所述通流支路与所述补偿支路集成并联连接后与所述逻辑控制单元连接。

在一实施例中，所述负载元件为矩阵式投切阻抗。

在一实施例中，所述逻辑控制单元为工业计算机、PC机、PLC或单片机。

第二方面，本发明实施例提供一种高压直流断路器供能系统的功率自适应方法，包括如下步骤：获取供能系统回路的电流值；判断在预设时间内所述电流值是否在预设阈值范围内；当在预设时间内所述电流值在预设阈值范围内时，发出控制通流支路运行的控制信号，使得功率自适应负载模块处于空载运行状态，供能系统回路处于正常运行状态。