[发明专利]一种多功能多端口混合式直流断路器及控制方法

说明书

本发明提供的一种多功能多端口混合式直流断路器及控制方法，该断路器包括：潮流控制模块、多个通流模块、限流模块、耗能模块、开断模块及多个选择模块，其中，潮流控制模块的一端与直流母线接线端口连接，另一端与各通流模块的一端连接，各通流模块的另一端与每条直流线路接线端口连接，直流母线接线端口与直流线路接线端口一一对应设置；各选择模块的一端与其对应的直流线路连接，另一端与限流模块的一端连接；限流模块的另一端分别与耗能模块的一端及开断模块的一端连接；耗能模块的另一端及开断模块的另一端与直流母线连接。通过实施本发明，使得直流断路器设备投资大幅减少，且具备潮流控制能力，有利于推动多端及直流电网的发挥。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种多功能多端口混合式直流断路器及控制方法。

背景技术

高压直流断路器是多端及直流电网构建的核心设备之一，其技术经济性直接影响了直流电网应用的灵活性与广泛性。随着风光等可再生能源大规模开发，直流电网传输容量及应用规模将不断增加，网架结构将日趋复杂，规模化应用对高压直流断路器技术经济性将提出更高的要求。

目前高压直流断路器主要有混合式与机械式两种技术路线。机械式方案存在小电流开断时间长、快速重合闸困难等瓶颈问题，限制了该方案开断性能的提升，且其成本随着重合闸次数的增加显著提升。因此，相较于机械式直流断路器，混合式方案在工程上应用更为广泛，然而目前的混合式直流断路器通常采用大量的全控型电力电子器件，随着开断电流需求的提升，将会造成器件进一步增大，导致成本大幅增加。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中混合式直流断路器成本高的缺陷，从而提供一种多功能多端口混合式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功能多端口混合式直流断路器，包括：潮流控制模块、多个通流模块、限流模块、耗能模块、开断模块及多个选择模块，其中，所述潮流控制模块的一端与直流母线接线端口连接，另一端与各所述通流模块的一端连接，各所述通流模块的另一端与每条直流线路接线端口连接，所述直流母线接线端口与所述直流线路接线端口一一对应设置；各所述选择模块的一端与其对应的直流线路连接，另一端与所述限流模块的一端连接；所述限流模块的另一端分别与所述耗能模块的一端及开断模块的一端连接；所述耗能模块的另一端及开断模块的另一端与所述直流母线连接。

可选地，所述潮流控制模块包括：与各直流线路一一对应设置的电力电子开关单元，以及设置于每两条相邻直流线路之间的电容，其中，每个电容的两端分别与两条相邻直流线路连接；所述电力电子开关单元包括电力电子开关器件及预充电电容。

可选地，所述通流模块包括至少一个机械开关。

可选地，所述选择模块包括：机械开关和至少一个双向电力电子开关单元，其中，所述机械开关与各所述双向电力电子开关单元串联连接。

可选地，所述选择模块包括：多个串联的双向电力电子开关单元和与多个串联的双向电力电子开关单元并联连接的非线性电阻。

可选地，所述限流模块为阻性限流模块、容性限流模块或感性限流模块。

可选地，所述耗能模块为避雷器。

可选地，所述开断模块包括至少一个双向电力电子开关单元。

第二方面，本发明实施例提供一种多功能多端口混合式直流断路器控制方法，应用于本发明实施例第一方面所述的多功能多端口混合式直流断路器控制方法，所述控制方法包括：在接受到线路潮流指令时，闭锁潮流控制模块中的各电力电子开关单元以调节线路潮流。