[发明专利]一种振荡型多端口直流断路器及其应用方法

说明书

本发明提供的一种振荡型多端口直流断路器及其应用方法，该振荡型多端口直流断路器中振荡支路的一端分别与直流母线及多条通流支路的一端连接，振荡支路的另一端通过多条辅助支路与多条通流支路的另一端连接，每条通流支路对应一条辅助支路，通流支路串接于其对应的直流线路中，每条直流线路对应一条通流支路，通流支路及辅助支路均由机械开关构成。多端口直流断路器，可独立开断各直流线路短路电流，同时具备多处直流线同时短路故障开断和直流母线故障清除能力，凸显了多端口直流断路器的灵活性。且上述直流断路器中采用的电力电子器件数量较同等规模数量和同等参数的单台混合式直流断路器可节约80％以上，显著提高了直流断路器运行可靠性。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种振荡型多端口直流断路器及其应用方法。

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。采用机械开关和电力电子器件混合连接，兼具了机械低损耗和电力电子高速开关特性，是目前高压直流断路器领域的主流技术路线。但混合式直流断路器中大规模电力电子器件的应用造成其成本高昂，其开断能力受限于电力电子器件的固有水平。

基于有源振荡注入反向电流创造人工零点的直流开断技术开断能力强，具有较高的经济性，但随着断路器电压等级的提升，振荡回路中的预储能电容和其充电装置的电压等级随之升高，在高压系统中设计难度大，绝缘成本高，其容量受限同时大大降低了断路器的灵活性和可靠性。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中断路器的灵活性和可靠性在高压系统中受到限制的缺陷，从而提供一种振荡型多端口直流断路器及其应用方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种振荡型多端口直流断路器，包括：振荡支路、多条通流支路及多条辅助支路，其中，

所述振荡支路的一端分别与换流站及多条所述通流支路的一端连接，所述振荡支路的另一端通过多条所述辅助支路与多条所述通流支路的另一端连接，每条所述通流支路对应一条所述辅助支路，所述通流支路串接于其对应的直流线路中，每条直流线路对应一条通流支路，所述通流支路及所述辅助支路均由机械开关构成。

可选地，所述振荡支路，包括：阻断开关、振荡组件及耗能组件，其中，所述振荡组件分别与所述阻断开关及所述耗能组件相连。

可选地，所述振荡组件包括：可控电压源、振荡电容及振荡电感，其中，所述可控电压源与所述振荡电容及所述振荡电感串联连接。

可选地，所述可控电压源由桥式整流电路构成。

可选地，所述桥式整流电路由能量电容和4个桥臂构成，所述桥臂由子模块级联组成。

可选地，所述阻断开关为机械开关。

第二方面，本发明实施例提供一种振荡型多端口直流断路器应用方法，基于本发明实施例第一方面的振荡型多端口直流断路器，所述振荡型多端口直流断路器应用方法，包括：

获取振荡型多端口直流断路器故障开断位置；

根据所述开断位置控制振荡支路中机械开关、所述开断位置所在直流线路上通流支路中机械开关及健全直流线路上辅助支路中机械开关分闸；

当所述机械开关分闸至足够开距后，控制振荡支路投入工作，产生幅值逐步增加的振荡电流，当受激励产生的振荡电流方向与故障电流相反，且幅值等于故障电流时，故障电流产生过零点，所述机械开关电弧熄灭，控制振荡支路吸收故障电流能量，完成故障电流开断。