[发明专利]基于改进型半桥子模块的直流配电系统故障隔离方法

摘要

本发明涉及一种基于改进半桥子模块的直流配电系统故障隔离方法，所采用的改进型半桥子模块的结构为：由IGBT VT1与二极管VD1组成的反并联结构与子模块电容C串联后，再与由逆阻型IGBT VT2与晶闸管T2组成的反并联结构并联，VT1的发射极与VT2的集电极连接，VT2的集电极与发射极分别接子模块的输入端和输出端；故障隔离方法如下：当保护系统检测到直流侧故障或MMC任一桥臂发生过流时，则立即向控制系统发送故障信号；控制系统收到故障信号后，立即关断所有IGBT。

主权项

1.一种基于改进型半桥子模块的直流配电系统故障隔离方法，所采用的改进型半桥子模块的结构为：由IGBT VT1与二极管VD1组成的反并联结构与子模块电容C串联后，再与由IGBT VT2与晶闸管T2组成的反并联结构并联，VT1的发射极与VT2的集电极连接，VT2的集电极与发射极分别接子模块的输入端和输出端，其特征在于，所述的IGBT VT2采用具有逆阻功能的IGBT，即RB‑IGBT，或采用IGBT与二极管同向串联的方式；所述的改进型子模块在故障发生后，通过向子模块发送关断命令，关断所有IGBT，并撤销晶闸管的导通信号，当桥臂电流过零时可以实现该桥臂的关断，同时，可以实现反向电压阻断功能；根据系统状态不同，该改进型半桥子模块具有三种工作方式：(1)系统正常运行状态下，系统持续向子模块晶闸管发送导通信号；(2)直流侧故障发生后，一旦检测到故障立即向子模块发出闭锁信号，子模块IGBT立即闭锁，切断子模块电容放电通道，此时，子模块中仅有晶闸管T2导通，变流器等效为电网换相换流器LCC；(3)系统重合闸阶段，向所有晶闸管发送导通信号，此时，桥臂IGBT依旧处于关断状态，变流器等效为六脉波不控整流换流器；故障隔离方法如下：当保护系统检测到直流侧故障或MMC任一桥臂发生过流时，则立即向控制系统发送故障信号；控制系统收到故障信号后，立即关断所有IGBT，此时子模块电容放电通路被阻断；经过短暂延时，以实现故障电流从子模块电容支路转移到晶闸管支路后，撤销晶闸管T2的导通信号；此后，桥臂电流等效为交流侧馈流与自然衰减的直流故障电流分量两部分，交变的交流侧馈流电流与直流故障电流分量叠加，导致子模块桥臂电流依次过零，一旦桥臂电流过零，该桥臂立即关断；最后，MMC各桥臂均关断，实现直流故障电流的自清除以及故障点的隔离。