【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及柔性直流输电领域，具体涉及一种组合式直流断路器重合闸辅助装置及其参数设计方法。
技术介绍
1、近年来，中高压直流输电系统因具有距离远、输送容量大的特点被广泛应用。此外，直流电网的发展增强了分布式绿色能源接入电网的灵活性，省去了复杂的电流变换装置，在可持续能源利用方面发挥着重要作用。由于直流电网没有电流自然过零点，且故障发展速度较快，直流断路器开断的难度远远大于同电压等级的交流断路器。因此直流开断技术成为制约直流电网进一步发展的重要因素。
2、目前，根据关键开断器件及原理的不同，直流断路器大体可分为3类：机械式直流断路器、全固态式直流断路器和混合式直流断路器。各类直流断路器又具有不同的实现形式和拓扑结构。机械式直流断路器成本低、开断容量大，通过给传统交流断路器的机械开关制造人工过零点来实现直流开断。
3、虽然直流断路器具有良好的性能，但是直流断路器的制造成本远大于交流断路器，随着多端柔性直流输电容量的不断上升，设备的投资成了制约其发展的制约因素之一，为解决这一问题，提出通过共用一条母线上的主开断开关来实现故障电流的开断，以减小直流电网中直流断路器的数量和投资成本。此外，由于柔性直流输电的暂时性故障占据大多数，直流断路器的快速重合闸功能可以快速恢复供电，有效提高供电的可靠性。然而，现有的研究在提出的新型机械式直流断路器拓扑时经常忽略重合闸问题，导致无法将理论实际化，部分方案即便提出了重合闸策略，因机械式直流断路器耗能结束后，电容器上的电压极性与故障方向相反，电压较大，也不能直接通过闭合线路上的开
技术实现思路
1、为解决机械式直流断路器重合闸需加装第二条支路，增加成本的技术问题，本专利技术提供一种组合式直流断路器重合闸辅助装置，包括直流断路器，若干条通流支路、一条吸能支路和一条谐振支路、双向晶闸管、调压电阻和保护电感；谐振支路上设有谐振电容，双向晶闸管与调压电阻串联，调压电阻与保护电感串联，双向晶闸管与调压电阻、保护电感串联后作为转向回路与谐振支路上的谐振电容并联。
2、进一步地，双向晶闸管用于调整谐振电容上的电压极性；调压电阻用于调整开断结束后谐振电容的电压；保护电感用于保护晶闸管，防止瞬时电流变化率过大对双向晶闸管造成损坏。
3、进一步地，直流断路器开断完成后，双向晶闸管导通，并且其电流方向与故障电流方向相同，用以将谐振电容上的电压极性调换，通过修改调压电阻与保护电感值调节谐振电容上的电压大小。
4、一种组合式直流断路器重合闸辅助装置的参数设计方法，包括如下步骤：
5、步骤1：双向晶闸管的选型；
6、步骤2：通过双向晶闸管的瞬时电流上升率得到保护电感的取值范围；
7、步骤3：根据快速机械开关断口处燃弧下的和最大电流峰值得到调压电阻范围，表示流经双向晶闸管最大的瞬时电流变化率；
8、步骤4：通过枚举法以组合式直流断路器的谐振电容上的总能量最大为优化目标得到元件参数最优值。
9、进一步地，步骤1中双向晶闸管的选型方式：，表示双向晶闸管开通时允许的最大瞬时电流变化率。
10、进一步地，步骤2和步骤3中调压电阻和保护电感的选型方式：谐振电容、调压电阻和保护电感需要满足如下关系式：
11、，
12、式中，为调压电阻，为保护电感，为谐振电容。
13、进一步地，步骤4中的枚举法通过步骤1、步骤2和步骤3作为3个约束条件，得到保护电感的最小值、调压电阻的最大值和最小值，以保护电感的最小值为基础，设定步长可得到谐振电容上的最大电压。
14、有益效果：本专利技术针对组合式直流断路器提出一种重合闸辅助装置及其参数设计方法，在一次开断完成后，利用谐振电容残留的电压通过转向回路进行换向和调整，节省了重合闸所需的第二套转移支路。在发生永久性故障时，可直接通过电压调整输出高频反向电流与短路电流叠加，快速可靠开断永久性故障电流。此外，通过约束条件来确定最优的元件参数值，为组合式直流断路器的重合闸辅助装置提供一种可靠的参数设计方法。
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1.一种组合式直流断路器重合闸辅助装置，包括直流断路器，若干条通流支路、一条吸能支路和一条谐振支路，其特征在于，还包括：双向晶闸管、调压电阻和保护电感；
2.根据权利要求1所述的一种组合式直流断路器重合闸辅助装置，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种组合式直流断路器重合闸辅助装置，其特征在于，直流断路器开断完成后，双向晶闸管导通，并且其电流方向与故障电流方向相同，用以将谐振电容上的电压极性调换，通过修改调压电阻与保护电感值调节谐振电容上的电压大小。
4.一种适用于权利要求1或2或3所述组合式直流断路器重合闸辅助装置的参数设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种组合式直流断路器重合闸辅助装置参数设计方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种组合式直流断路器重合闸辅助装置及参数设计，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的一种组合式直流断路器重合闸辅助装置及参数设计，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种组合式直流断路器重合闸辅助装置，包括直流断路器，若干条通流支路、一条吸能支路和一条谐振支路，其特征在于，还包括：双向晶闸管、调压电阻和保护电感；
2.根据权利要求1所述的一种组合式直流断路器重合闸辅助装置，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种组合式直流断路器重合闸辅助装置，其特征在于，直流断路器开断完成后，双向晶闸管导通，并且其电流方向与故障电流方向相同，用以将谐振电容上的电压极性调换，通过修改调压电阻与保...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈权，李鑫，陈忠，官玮平，李国丽，王群京，高瑞星，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：
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