【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于柔性直流电网直流侧故障隔离，尤其涉及具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器及控制方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、随着化石能源的日益短缺及环境问题的日益严峻，风电、光伏等可再生能源大量接入电网，以减少化石能源在发电过程中的消耗。柔性直流电网具有有功和无功功率独立控制等优势，成为新能源大规模接入的理想方式。然而，柔性直流电网直流侧的低阻抗特性，导致其在直流线路发生短路故障之后故障电流在短短数毫秒之内即可达到数倍甚至数十倍的额定电流，严重威胁柔性直流电网的安全可靠运行。
3、为了快速切除故障并且限制故障范围，柔性直流电网通常需要为线路配置直流断路器，其中混合式直流断路器以其动作速度快、运行损耗小的优点更加适用于柔性直流电网。然而，混合式直流断路器需要大量全控型电力电子器件，制造成本高昂。此外，柔性直流电网通常还需要配置故障限流器以限制故障电流，避免柔性直流电网换流站中换流器的闭锁。
4、综上，如何解决柔性直流电网中，使用混合式直流断路器存在的成本高昂，以及故障限流是目前需要解决的问题。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器及控制方法，通过各端口共用主断开关，大幅降低了直流断路器的制造成本；通过嵌入的限流电路限制故障电流，因此无需再额外配置故障限流器，避免了额外的设备成本，降低了协调控制难度；通过耗能
2、为实现上述目的，本专利技术的第一个方面提供具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器，包括：多个端口，每个端口依次通过剩余电流开关、第一限流电感、快速机械开关和负荷转移开关与直流母线连接；
3、每个端口对应的所述第一限流电感和所述快速机械开关之间的连接点，分别连接第一二极管的正极和第二二极管的负极，所述第一二极管的负极与主断开关的第一端连接，所述第二二极管的正极与限流电路的第二端连接，所述主断开关的第二端与所述限流电路的第一端连接；
4、每个端口对应的所述剩余电流开关和所述第一限流电感之间的连线点连接第一晶闸管的阳极；所述第一晶闸管的阴极通过耗能电阻，与所述主断开关的第二端和所述限流电路的第一端之间的连接点连接；
5、所述限流电路用于在所述集成式直流断路器的端口发生故障时，限制故障端口上故障电流上升速度；所述耗能电阻用于与所述主断开关配合，在所述集成式直流断路器的端口发生故障时，对故障端口上的故障电流能量进行泄放。
6、本专利技术的第二个方面提供具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器控制方法，用于如上述的具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器，其特征在于，包括：
7、判断集成式直流断路器的端口是否发生故障；
8、当集成式直流断路器的某一端口发生故障时，则集成式直流断路器首先处于故障限流模式，导通主断开关和限流电路，并闭锁故障端口对应的负荷转移开关，使故障电流由故障端口转移到主断开关和限流电路；
9、当故障端口对应的快速机械开关流过的电流下降到零后，控制快速机械开关开始分闸操作；
10、当快速机械开关分闸完成后，判断集成式直流断路器是否接收到线路保护发出的跳闸命令；
11、当集成式直流断路器接收到线路保护发出的跳闸命令后，则集成式直流断路器处于故障隔离模式，闭锁主断开关同时导通故障端口对应的第一晶闸管，之后故障端口对应的第一限流电感，以及限流电路内限流电感被耗能电阻所在支路旁路；
12、当故障端口的故障电流衰减为零之后，打开故障端口对应的剩余电流开关，将故障点隔离。
13、本专利技术的第三个方面提供一种计算机设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器控制方法。
14、本专利技术的第四个方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器控制方法。
15、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
16、本专利技术所提出的集成式直流断路器，通过各端口共用主断开关，大幅降低了直流断路器的制造成本。
17、本专利技术所提出的集成式直流断路器，通过嵌入的限流电路限制故障电流，因此无需再额外配置故障限流器，避免了额外的设备成本，降低了协调控制难度。
18、本专利技术所提出的集成式直流断路器，通过耗能电阻的设置，耗能电阻与主断开关中的避雷器能够配合快速泄放故障电流储存的能量，从而减少故障分断时间，降低避雷器容量需求。
19、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器，其特征在于，包括：多个端口，每个端口依次通过剩余电流开关、第一限流电感、快速机械开关和负荷转移开关与直流母线连接；
2.如权利要求1所述的具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器，其特征在于，所述限流电路包括并联的第二晶闸管、第二限流电感以及换流电容支路；其中，所述换流电容支路包括依次串联的第三晶闸管、换流电容和电阻。
3.如权利要求1所述的具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器，其特征在于，所述主断开关包括多个串联的IGBT，以及与多个串联的IGBT并联的避雷器。
4.具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器控制方法，用于如权利要求1所述的具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器，其特征在于，包括：
5.如权利要求4所述的具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器控制方法，其特征在于，当集成式直流断路器的端口正常运行时，各端口对应的剩余电流开关、快速机械开关和负荷转移开关处于导通或闭合状态，主端开关、限流电路以及各端口对应的第一晶闸管处于闭锁状态。
6.如权利要求4所述的具
7.如权利要求4所述的具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器控制方法，其特征在于，当流经故障端口对应的快速机械开关的电流降为零后，控制故障端口对应的快速机械开关开始分闸动作；当分闸动作完成后，导通限流电路内第三晶闸管，并移除限流电路内第二晶闸管的触发信号，换流电容进行放电；在限流电路内第二晶闸管达到关断时间后，第二晶闸管闭锁；当换流电容电压大于直流母线电压，且限流电路内第三晶闸的电流小于维持电流后，限流电路内第三晶闸闭锁，故障电流的上升速度受到限制。
8.如权利要求4所述的具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器控制方法，其特征在于，集成式直流断路器处于故障隔离模式时，当主断开关内故障电流衰减为零后，故障端口对应的第一限流电流，以及限流电路内的第二限流电感进行续流，且故障端口对应的第一限流电流和限流电路内的第二限流电感存储的能量由耗能电阻耗散。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求4至8任一项所述的具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求4至8任一项所述的具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器控制方法。
...【技术特征摘要】
1.具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器，其特征在于，包括：多个端口，每个端口依次通过剩余电流开关、第一限流电感、快速机械开关和负荷转移开关与直流母线连接；
2.如权利要求1所述的具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器，其特征在于，所述限流电路包括并联的第二晶闸管、第二限流电感以及换流电容支路；其中，所述换流电容支路包括依次串联的第三晶闸管、换流电容和电阻。
3.如权利要求1所述的具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器，其特征在于，所述主断开关包括多个串联的igbt，以及与多个串联的igbt并联的避雷器。
4.具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器控制方法，用于如权利要求1所述的具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器，其特征在于，包括：
5.如权利要求4所述的具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器控制方法，其特征在于，当集成式直流断路器的端口正常运行时，各端口对应的剩余电流开关、快速机械开关和负荷转移开关处于导通或闭合状态，主端开关、限流电路以及各端口对应的第一晶闸管处于闭锁状态。
6.如权利要求4所述的具备故障限流及快速泄流的集成式直流断路器控制方法，其特征在于，根据故障端口电流上升率和/或电流幅值是否满足对应的判据条件，判断集成式直流断路器的端口是否发生故障；
7.如权利要求4所述的具备故障限流及快速泄流的集成式直...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹贵彬，张烁，魏秀燕，张成泉，
申请(专利权)人：山东大学苏州研究院，
类型：发明
国别省市：
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