[发明专利]一种适用于低压直流系统的故障限流器及控制方法

说明书

本发明公开了一种适用于低压直流系统的故障限流器，包括半桥模块和处理器；半桥模块的正负端为所述故障限流器的输入端；半桥模块包括若干并联的半桥电路；所有半桥电路的中间引出端并接在一起，作为故障限流器的输出端；处理器采集输入端的电流和电压、输出端的电流和电压，控制所有半桥电路。同时公开了相应的控制方法。本发明可有效适用于低压直流系统。

技术领域

本发明涉及一种适用于低压直流系统的故障限流器及控制方法，属于电力电子技术领域。

背景技术

可再生能源大规模利用是全球能源发展的重要方向，分布式光伏等直流型可再生能源发展迅速，使直流负荷比重不断提高，并且随着当代电力电子技术在电网中应用的日益成熟，直流电网已经成为电力系统中不可缺少的一部分，因此直流电网短路、过流等故障的处理成为工程应用中较为关心的问题。

故障限流器是一种串接在电路中的电气设备，能够检测出短路故障，并将短路电流限制在一定范围内，进而保护电网安全。加装故障限流器能够限制电网的短路容量、减轻电气设备负担、提高其动作可靠性和使用寿命。目前，故障限流器的研究主要集中在高压直流下的应用，还没有一种适用于低压直流系统的故障限流器。

发明内容

本发明提供了一种适用于低压直流系统的故障限流器及控制方法，解决了背景技术中披露的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种适用于低压直流系统的故障限流器，包括半桥模块和处理器；

半桥模块的正负端为所述故障限流器的输入端；半桥模块包括若干并联的半桥电路；所有半桥电路的中间引出端并接在一起，作为故障限流器的输出端；

处理器采集输入端的电流和电压、输出端的电流和电压，控制所有半桥电路。

还包括输入电容，输入电容并接在输入端。

每个半桥电路的中间引出端通过电抗器并接在一起。

半桥模块包括三个半桥电路，三个压降电路并联构成三相全桥开关电路。

半桥电路为IGBT半桥电路，处理器控制所有半桥电路的上IGBT管。

处理器通过电流传感器采集输入端和输出端电流，通过电压分压采样电路采集输入端和输出端电压。

处理器为DSP。

一种适用于低压直流系统的故障限流器控制方法，包括，

响应于系统发生短路、并且采集的输入端和/或输出端电流大于第一阈值，闭锁半桥电路开关管的控制脉冲；

响应于闭锁一段时间后输出端电流与限流值的差值小于第二阈值，打开半桥电路开关管的控制脉冲，采用PI控制算法控制半桥电路占空比，使输出端电流保持在限流值；

响应于系统短路在预设时间内消失，将采集的输出端电压和输入端电压比值作为PI控制算法的输出初始值，使占空比逐渐增大到1。

PI控制算法的输入为输出端电流与限流值的差值。

开关管的控制脉冲为PWM调整脉冲；PI控制算法的输出经过三相交错PWM调制，控制开关管。

本发明所达到的有益效果：1、本发明采用并联的半桥电路构建故障限流器，控制器通过输入和输出控制半桥电路，可有效适用于低压直流系统；2、本发明在系统发生短路时，将输入和/或输出电流与阈值进行比较，实现短路故障的快速保护，降低短路电流最大值，进而保护系统内电气设备；3、本发明通过控制占空比，控制输出端电流保持在限流值，实现短路时维持电流输出，保持前级系统空载运行、电压为定值，当短路清除后，支撑系统快速恢复；4、本发明在短路故障消失后，控制占空比逐渐增大到1，逐渐恢复输出电压，且不会产生过充电压，恢复系统正常运行。

附图说明

图1为本发明故障限流器的电路图；