[发明专利]多端口直流断路器及其控制方法

说明书

本发明电力电子技术领域，具体涉及多端口直流断路器及其控制方法，所述多端口直流断路器包括开断单元，一端与直流母线连接，开断单元至少包括第一电力电子开关单元；至少两个通流支路，通流支路的一端与直流母线连接，通流支路至少包括第一机械开关，通流支路用于控制对应线路的通断；至少两个辅助支路单元，辅助支路单元具有辅助支路单元与通流支路一一对应，辅助支路单元的两端分别与开断单元的另一端以及通流支路的另一端连接，用于在分闸和合闸过程中辅助导通电流以及分闸后的隔离各个线路；辅助支路单元具有第一辅助支路与第二辅助支路，第一辅助支路与第二辅助支路的导通方向相反。通过共用开断单元的方式使得全控器件使用数量节约50％以上。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及多端口直流断路器及其控制方法。

背景技术

现今直流输配电技术成为风、光等可再生能源大规模送出消纳的有效手段，而高压直流断路器是直流输配电向更为经济灵活的网络化发展的关键设备。

随着高压大容量直流电网的发展，断路器使用数量的增加以及其开断容量需求的提升，使得电网对高压直流断路器的技术和经济性提出了更高的要求。机械式直流断路器开断能力强，具有较高的经济性，但其小电流开断困难以及多次重合闸要求带来的储能装置成本的大幅度增大，制约了其开断容量的提升。混合式断路器开断容量受限于全控器件固有截断电流能力，同时大量的全控器件的采用造成断路器造价高昂。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种多端口直流断路器及其控制方法，以解决开断容量与造价的平衡问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种多端口直流断路器，包括：

开断单元，一端与直流母线连接，所述开断单元至少包括第一电力电子开关单元；

至少两个通流支路，所述通流支路的一端与所述直流母线连接，所述通流支路至少包括第一机械开关，所述通流支路用于控制对应线路的通断；

至少两个辅助支路单元，所述辅助支路单元具有所述辅助支路单元与所述通流支路一一对应，所述辅助支路单元的两端分别与所述开断单元的另一端以及所述通流支路的另一端连接，所述辅助支路单元用于隔离各个线路；其中，所述辅助支路单元具有第一辅助支路与第二辅助支路，所述第一辅助支路与所述第二辅助支路的导通方向相反。

本发明实施例提供的多端口直流断路器，通过共用开断单元的方式可以使得全控器件使用数量节约50％以上，且采用机械开关与电力电子开关单元结合的方式实现多端口直流断路器，可以实现稳态和故障开断工况下的线路间电压隔离，可以降低隔离成本，从而保证了开断容量与造价之间的平衡。

可选地，所述开断单元包括并联的开断支路以及耗能支路，其中，所述开断支路具有所述第一电力电子开关单元；

所述通流支路还包括与所述第一机械开关串联的第二电力电子开关单元。

可选地，所述开断单元包括并联的开断支路以及耗能支路，其中，所述开断支路还包括与所述第一电力电子开关单元串联的负压耦合开关；

所述通流支路具有所述第一机械开关。

可选地，所述负压耦合开关包括：耦合电抗器、电容以及第三电力电子开关，所述电容与所述第三电力电子开关串联后与所述耦合电抗器的原边串联，所述耦合电抗器的副边与所述第一电力电子开关单元串联。

可选地，所述耗能支路包括非线性电阻单元。

可选地，所述辅助支路单元包括：第三电力电子开关单元或二极管单元。

本发明实施例提供的多端口直流断路器，利用各个辅助支路单元可独立开断各线路短路电流，同时具备多出线短路故障同时开断和直流母线故障清除能力。

可选地，所述第三电力电子开关单元包括：