低，可靠性高，不能因斷路器自身故障而影響直流 配網(wǎng)的運行。因此，對比目前直流斷路器技術(shù)，混合式直流斷路器更適用于直流配網(wǎng)的需 求。采用混合式直流斷路器能夠兼顧快速故障隔離和降低運行損耗。
[0072] 圖5為本發(fā)明提供的一種混合式直流斷路器的結(jié)構(gòu)圖。從圖5中可以看出，混合式 直流斷路器主要包括高速機械開關(guān)D1、全控型電力電子器件組成的通態(tài)閥組Q1、全控型電 力電子器件組成的限流閥組Q2、氧化鋅避雷器MOV。K1、K2為隔離刀閘。正常導(dǎo)通情況下， 電流通過通態(tài)損耗很小的高速機械開關(guān)Dl和通態(tài)閥組Ql流過。限流閥組Q2處于閉鎖狀 態(tài)；正常分?jǐn)嗲闆r下，高速機械開關(guān)D1、通態(tài)閥組Q1、限流閥組Q2均處于分?jǐn)酄顟B(tài)。高速機 械開關(guān)Dl和限流閥組Q2承受斷口電壓；故障切換過程：檢測到故障，先分開通態(tài)閥組Q1， 電流轉(zhuǎn)移至限流閥組Q2支路，高速機械開關(guān)Dl零電流快速分開后，分?jǐn)嘞蘖鏖y組Q2,氧化 鋅避雷器MOV起到限壓和吸收故障電流能量作用。
[0073] 由于半橋型模塊化多電平換流器不具有直流故障自清除能力，因此，需要直流斷 路器的配合來實現(xiàn)故障的快速隔離。
[0074] 為了讓本領(lǐng)域技術(shù)人員更加理解本發(fā)明提供的直流配電網(wǎng)系統(tǒng)，以下給出系統(tǒng)在 出現(xiàn)故障時的隔離方法。
[0075] 包括如下情況及步驟：
[0076] (1)當(dāng)?shù)谝粨Q流站所在的交流電網(wǎng)1側(cè)發(fā)生故障時，首先閉鎖第一換流站內(nèi)的三 相半橋級聯(lián)式電壓源型換流器，待流過第一直流開關(guān)的電流降低至某一值時，斷開第一直 流開關(guān)，故障點將與直流配電系統(tǒng)隔離。
[0077] (2)當(dāng)?shù)诙Q流站所在的交流電網(wǎng)2側(cè)發(fā)生故障時，首先閉鎖第二換流站內(nèi)的混 合型模塊化多電平換流器，待流過第二直流開關(guān)的電流降低至某一值時，斷開第二直流開 關(guān)，故障點將與直流配電系統(tǒng)隔離。
[0078] (3)當(dāng)?shù)谌龘Q流站所在的交流電網(wǎng)3側(cè)發(fā)生故障時，首先閉鎖第三換流站內(nèi)的半 橋型模塊化多電平換流器，緊接著對直流斷路器施加斷開信號，待直流斷路器斷開后，故障 點將與直流配電系統(tǒng)隔離。
[0079] (4)當(dāng)變壓器站所在的新能源配電子系統(tǒng)側(cè)發(fā)生故障時，直接閉鎖變壓器站內(nèi)的 直流變壓器，待流過第三直流開關(guān)的電流降低至某一值時，斷開第三直流開關(guān)，故障點將于 直流配電系統(tǒng)隔離。
[0080] (5)當(dāng)直流母線發(fā)生故障時，迅速閉鎖第一~三換流站內(nèi)的相應(yīng)的換流器，同時， 閉鎖直流變壓器并對直流斷路器施加斷開信號。待第一~三直流開關(guān)和直流斷路器實現(xiàn)斷 開后，故障即被隔離。此時，第一~三換流站內(nèi)的相應(yīng)的換流器以定直流電壓和定交流電壓 /無功功率的方式解鎖，用于調(diào)節(jié)交流電網(wǎng)1~3的系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0081] 以上對本發(fā)明所提供的直流配電系統(tǒng)進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對 本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法 及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前 提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保 護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種直流配電系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個直流配電子系統(tǒng)和新能源配電子系 統(tǒng)，所述直流配電子系統(tǒng)和所述新能源配電網(wǎng)子系統(tǒng)均與直流母線連接，所述直流配電子 系統(tǒng)包括： 通過交流母線和交流變壓器與交流電網(wǎng)連接的換流站，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電； 連接所述換流站和所述直流母線的直流開關(guān)； 所述新能源配電子系統(tǒng)包括： 與新能源配電網(wǎng)連接的直流變壓器，用于將所述新能源配電子系統(tǒng)的直流電進行電壓 轉(zhuǎn)換； 連接所述直流變壓器和所述直流母線的直流開關(guān)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流配電系統(tǒng)，其特征在于，包括：第一直流配電子系統(tǒng)、第 二直流配電子系統(tǒng)和第三直流配電子系統(tǒng)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流配電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一直流配電子系統(tǒng)的換 流站采用三相半橋級聯(lián)式電壓源型換流器，所述三相半橋級聯(lián)式電壓源型換流器具體包 括：多個三相半橋模塊，所述三相半橋模塊采用三相六橋臂結(jié)構(gòu)，且每個橋臂至少串接有一 個第一帶反向二極管的IGBT; 所述三相半橋模塊的直流輸出側(cè)依次并聯(lián)有電容、電阻和二極管，所述直流輸出側(cè)的 正極串聯(lián)有第二帶反向二極管的IGBT; 其中，所述第二帶反向二極管的IGBT在所述電阻和所述二極管之間，所述第二帶反向 二極管的IGBT的發(fā)射極與二極管的陰極連接，作為所述三相半橋模塊的直流正極端口，所 述二極管的陽極與所述直流輸出側(cè)的正極連接，作為所述三相半橋模塊的直流正極端口。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流配電系統(tǒng)，其特征在于，所述第二直流配電子系統(tǒng)的換 流站采用混合型模塊化多電平換流器，且為三相六橋臂結(jié)構(gòu)，每個橋臂均含有多個半橋子 模塊和多個類全橋子模塊且每個橋臂串接有電感； 其中，所述半橋子模塊包括：第一帶反向二極管的IGBT、第二帶反向二極管的IGBT和 第一電容，所述第一帶反向二極管的IGBT的集電極與所述第一電容的一端連接，所述第一 電容的另一端與所述第二帶反向二極管的IGBT的發(fā)射極連接作為所述半橋子模塊的低壓 端，所述第一帶反向二極管的IGBT的發(fā)射極與所述第二帶反向二極管的IGBT的集電極連 接作為所述半橋子模塊的高壓端； 所述類全橋子模塊包括：第三帶反向二極管的IGBT、第四帶反向二極管的IGBT、第五 帶反向二極管的IGBT、第二電容和二極管，所述第三帶反向二極管的IGBT的集電極與所述 二極管的陰極和所述第二電容的一端連接，所述第三帶反向二極管的IGBT的發(fā)射極與所 述第四帶反向二極管的IGBT的集電極連接作為所述類全橋子模塊的高壓端，所述第四帶 反向二極管的IGBT的發(fā)射極與所述第五帶反向二極管的IGBT的發(fā)射極和所述第二電容的 另一端連接，所述二極管的陽極與所述第五帶反向二極管的IGBT的集電極連接作為所述 類全橋子模塊的低壓端。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流配電系統(tǒng)，其特征在于，所述第三直流配電子系統(tǒng)的換 流站采用半橋型模塊化多電平換流器，且為三相六橋臂結(jié)構(gòu)，每個橋臂均含有多個半橋子 模塊且每個橋臂串接有電感； 其中，所述半橋子模塊包括：第一帶反向二極管的IGBT、第二帶反向二極管的IGBT和 第一電容，所述第一帶反向二極管的IGBT的集電極與所述第一電容的一端連接，所述第一 電容的另一端與所述第二帶反向二極管的IGBT的發(fā)射極連接作為所述半橋子模塊的低壓 端，所述第一帶反向二極管的IGBT的發(fā)射極與所述第二帶反向二極管的IGBT的集電極連 接作為所述半橋子模塊的高壓端。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述直流配電系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 直流斷路器，所述直流斷路器的一端與所述直流母線連接，另一端與所述第三直流配 電子系統(tǒng)的換流站連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述直流配電系統(tǒng)，其特征在于，所述直流斷路器為混合式直流斷 路器。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述直流配電系統(tǒng)，其特征在于，所述直流變壓器為輸入串聯(lián)輸出 并聯(lián)全橋型直流變壓器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流配電系統(tǒng)，包括至少一個直流配電子系統(tǒng)和新能源配電子系統(tǒng)，直流配電子系統(tǒng)和新能源配電網(wǎng)子系統(tǒng)均與直流母線連接。直流配電子系統(tǒng)包括：換流站和直流開關(guān)；新能源配電子系統(tǒng)包括：直流變壓器和直流開關(guān)。其中，直流開關(guān)均與直流母線連接。通過換流站和直流開關(guān)將交流配電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換為直流電，且通過直流變壓器和直流開關(guān)將新能源配電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)為直流電，最終通過直流母線輸送電能。相對于現(xiàn)有技術(shù)中的交流配電系統(tǒng)而言，本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)將新能源配電網(wǎng)平滑接入，并且該系統(tǒng)可以包括多個直流配電子系統(tǒng)，這樣可以擴展。
【IPC分類】H02J1/00, H02J3/36
【公開號】CN105226628
【申請?zhí)枴緾N201510612889
【發(fā)明人】許烽, 胡列翔, 黃曉明, 陸翌, 裘鵬, 童凱, 宣佳卓, 陳騫
【申請人】國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司, 浙江省電力試驗研究院技術(shù)服務(wù)中心
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月23日