[发明专利]一种基于MMC源的直流断路器及其控制方法

权利要求书

1.一种基于MMC源的直流断路器，其特征在于，包括：通流支路、耗能支路及开断支路，其中，

通流支路，其串入电力线路中；

开断支路，其与所述通流支路并联连接，所述开断支路包括：振荡电感、振荡电容及基于MMC源的受控电压源，其中，所述振荡电感、所述振荡电容及所述基于MMC源的受控电压源串联连接，所述基于MMC源的受控电压源包括多个串联连接的MMC子模块，所述基于MMC源的受控电压源通过复用柔性直流换流站MMC中子模块输出能量；

耗能支路，其与所述振荡电容并联连接；

当所述电力线路未故障时，所述通流支路导通直流负荷电流；当所述电力线路出现短路故障时，控制所述基于MMC源的受控电压源及通流支路的运行状态，所述开断支路振荡产生与故障电流幅值相等、方向相反的振荡电流，使得通流支路可靠关断，最终由耗能支路消耗能量。

2.根据权利要求1所述的基于MMC源的直流断路器，其特征在于，所述MMC子模块为半桥结构或为全桥结构。

3.根据权利要求2所述的基于MMC源的直流断路器，其特征在于，当所述MMC子模块为半桥结构时，所述基于MMC源的受控电压源包括上半区受控电压源及下半区受控电压源，所述上半区受控电压源的高压端分别与所述下半区受控电压源的低压端及所述振荡电感的一端连接，所述上半区受控电压源的低压端与所述下半区受控电压源的高压端连接后，分别与所述振荡电容的一端及所述耗能支路的一端连接。

4.根据权利要求3所述的基于MMC源的直流断路器，其特征在于，当所述MMC子模块为半桥结构时，所述基于MMC源的受控电压源还包括隔离电路，所述隔离电路的一端与所述上半区受控电压源的高压端连接，所述隔离电路的另一端与所述下半区受控电压源的低压端连接。

5.根据权利要求2所述的基于MMC源的直流断路器，其特征在于，当所述MMC子模块为全桥结构时，所述基于MMC源的受控电压源的高压端分别与所述振荡电容的一端及所述耗能支路的一端连接，所述基于MMC源的受控电压源的低压端与所述振荡电感的一端连接。

6.根据权利要求2所述的基于MMC源的直流断路器，其特征在于，所述半桥结构包括：第一电力电子器件、第二电力电子器件及第一直流电容，其中，

第一电力电子器件，其一端与所述第一直流电容的一端连接，其另一端分别与所述振荡电容的一端及所述第二电力电子器件的一端连接；

第二电力电子器件，其另一端与所述第一直流电容的另一端连接。

7.根据权利要求2所述的基于MMC源的直流断路器，其特征在于，所述全桥结构包括：第三电力电子器件、第四电力电子器件、第五电力电子器件、第六电力电子器件及第二直流电容，其中，

第三电力电子器件，其一端分别与所述第二直流电容的一端、所述第五电力电子器件的一端连接，其另一端分别与所述振荡电容的一端、所述耗能支路的一端及所述第四电力电子器件的一端连接；

第四电力电子器件，其另一端分别与所述第二直流电容的另一端、所述第六电力电子器件的另一端连接；

第五电力电子器件，其另一端与所述第六电力电子器件的一端连接。

8.一种基于MMC源的直流断路器的控制方法，其特征在于，基于权利要求1-7任一项所述的基于MMC源的直流断路器，所述控制方法包括：

实时监测通流支路的两端所连接的电力线路是否故障；

当通流支路的至少一端所连接的电力线路出现故障时，控制所述基于MMC源的受控电压源及通流支路的运行状态，所述开断支路产生与故障电流幅值相等、方向相反的振荡电流，使得通流支路可靠关断。