[发明专利]一种混合式多端口直流断路器及控制方法

说明书

本发明提供一种混合式多端口直流断路器及控制方法，所述断路器包括N个端口，其中，N≥3；每两个相邻端口之间通过开关支路连接；N条开关支路包括X条单倍开关支路和Y条二倍开关支路，其中，每条二倍开关支路的中点均通过转移耗能模块与断路器的中性点相连；每两条相邻单倍开关支路之间共用的端口，均通过转移耗能模块与所述中性点相连。本发明可显著降低断路器中的转移支路固态开关成本。

技术领域

本发明属于电力领域，特别涉及一种混合式多端口直流断路器及控制方法。

背景技术

大规模海上风电场将成为未来清洁能源的主要来源，海上风电场往往具有离岸距离远、分布范围广的特点。随着功率器件的发展和海上风电场装机总量的增加，基于电压源型换流站的多端高压直流输电方式成为解决多个海上风电场接入的主流选择。

在多端柔性直流电网中，通常会存在多条直流线路的交汇点。为确保柔性直流电网运行可靠性，多条直流线路交汇点处也需安装直流断路器。如果这些断路器均采用常规两端口混合式直流断路器，则整个系统的成本将十分昂贵。

因此，亟需一种混合式多端口直流断路器及控制方法。

发明内容

针对上述问题，本发明一种混合式多端口直流断路器，所述断路器包括N个端口，其中，N≥3；

每两个相邻端口之间通过开关支路连接；

N条开关支路包括X条单倍开关支路和Y条二倍开关支路，其中，

每条二倍开关支路的中点均通过转移耗能模块与断路器的中性点相连；

每两条相邻单倍开关支路之间共用的端口，均通过转移耗能模块与所述中性点相连。

进一步地，N个端口包括A个甲类端口和B个乙类端口，其中，

每个甲类端口均连接两条单倍开关支路，每个乙类端口均连接一条单倍开关支路和一条二倍开关支路。

进一步地，当N为奇数时，单倍开关支路的数量X、二倍开关支路的数量Y、甲类端口的数量A以及乙类端口的数量B分别通过如下公式确定：

X=(N+1)/2；

Y=(N-1)/2；

A=1；

B=N-1。

进一步地，当N为偶数时，单倍开关支路的数量X、二倍开关支路的数量Y、甲类端口的数量A以及乙类端口的数量B分别通过如下公式确定：

X=N/2；

Y=N/2；

A=0；

B=N。

进一步地，所述单倍开关支路包括至少一组机械开关；所述二倍开关支路包括至少两组机械开关；其中，

每组所述机械开关均包括一个或多个机械开关，所述二倍开关支路中的机械开关的数量是单倍开关支路的两倍。

进一步地，

所述二倍开关支路的额定电压是单倍开关支路的两倍。

进一步地，所述单倍开关支路还包括与单倍开关支路上的机械开关串联的第一强迫换流组件；

所述二倍开关支路还包括与二倍开关支路上的机械开关串联的第二强迫换流组件。

进一步地，所述转移耗能模块包括并联的转移支路和耗能支路。

进一步地，每个转移支路均包括双向固态开关模块。

进一步地，每个转移支路还均包括与双向固态开关模块串联的第三强迫换流组件。

进一步地，所述双向固态开关模块采用反串联结构、全桥结构或二极管桥结构。

进一步地，所述耗能支路包括金属氧化物压敏电阻MOV。