The invention relates to a novel bidirectional DC short circuit current blocking circuit topology. The circuit includes two input and output ports P1 and P2, one capacitor C, two unidirectional thyristors Q1, Q 2 and one bidirectional thyristor Q3, two switches S1 and S2, one resistor R and one varistor MOV. When applied, the circuit of the invention works in series in the DC power grid, and the blocking circuit of the current plays a role. When a short-circuit fault occurs, if the current flows from P1 to P2, the short-circuit current can be quickly blocked by the capacitor by controlling S1 to turn off; if the current flows from P2 to P1, the short-circuit current can also be quickly blocked by controlling S2 to turn off. When the short circuit current in the blocking circuit is blocked, the bidirectional thyristor Q3 is turned on to form a capacitor release circuit, which consumes the remaining energy in the capacitor and prepares for the next blocking. The circuit of the invention has simple structure, fast dynamic response and bidirectional interruption, and is suitable for DC microgrid with fast fault development.
【技术实现步骤摘要】
一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构及其控制策略
本专利技术属于电力电子
,具体涉及一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构及其控制策略
技术介绍
随着新能源发电以及蓄电池储能等的广泛应用,直流电网得到了快速发展。由于直流电网中采用了大量AC/DC、DC/DC型的电力电子设备,惯性环节很小,所以直流电网的短路故障扩散极快,必须快速采取措施阻断短路电流。近年来,双向DC/DC型的电力电子器件不断发展,应用的场景也越来越多,流经的电流也越来越大,对于双向直流电路保护的需求也越来越紧迫。传统的熔断器来阻断短路电流时,熔断后需要及时更换;传统的机械开关来阻断短路电流时,会需要一定的动作时间而且还会存在灭弧等问题;在直流微电网的传输国策过程中,需要有双向的直流电网双向的短路短路电流来进行阻断,应用传统的单向阻断电路要达到阻断双向阻断电路电流的效果时,需要两个单向阻断电路反向并联,控制复杂且所需电子元器件多,不符合国家节能环保的理念。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的不足,本专利技术的目的在于针对直流电网故障时快速阻断短路电流的需求以及部分直流电网能量双向流动的特点,从而提出一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构及其控制策略,与以往固态限流器相比,本专利技术电路能完全阻断短路电流,可完全替代传统断路器,是一个新型的拓扑结构,结构简单,动态响应速度快,并且可以双向阻断,非常适用于故障发展速度快的直流微电网。为了达到上述目的,本专利技术所采用的技术方案是:一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构,包括两个输入输出端口P1和P2、一个电容C、两个单向 ...
【技术保护点】
1.一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构,包括两个输入输出端口P1和P2、一个电容C、两个晶闸管Q1和Q2、一个双向晶闸管Q3、两个开关管S1和S2、一个电阻R和一个压敏电阻MOV,其特征在于:(1)开关管S1和S2为全控型半导体器件,包括但不限于IGBT、MOS管、GTO、IGCT器件;(2)开关管S1和S2并联连接;(3)晶闸管Q1和Q2反向并联后与电容C进行串联;(4)双向晶闸管Q3和电阻R串联后,与压敏电阻MOV并联,与电容C并联;(5)开关管S1的集电极与开关管S2的发射极,与晶闸管Q1的阳极,与晶闸管Q2的阴极相连;(6)开关管S1的发射极与开关管S2的集电极,与电阻R的一极,与电容C的一极,与压敏电阻MOV的一极相连;(7)电容C的一极与晶闸管Q1的阴极,与晶闸管Q2的阳极,与双向晶闸管Q3的阳极,与压敏电阻MOV的一极相连;(8)输入输出端口P1连接在开关管S1的集电极与开关管S2的发射极连接点处,输入输出端口P2连接在开关管S1的发射极与开关管S2的集电极连接点处。
【技术特征摘要】
1.一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构,包括两个输入输出端口P1和P2、一个电容C、两个晶闸管Q1和Q2、一个双向晶闸管Q3、两个开关管S1和S2、一个电阻R和一个压敏电阻MOV,其特征在于:(1)开关管S1和S2为全控型半导体器件,包括但不限于IGBT、MOS管、GTO、IGCT器件;(2)开关管S1和S2并联连接;(3)晶闸管Q1和Q2反向并联后与电容C进行串联;(4)双向晶闸管Q3和电阻R串联后,与压敏电阻MOV并联,与电容C并联;(5)开关管S1的集电极与开关管S2的发射极,与晶闸管Q1的阳极,与晶闸管Q2的阴极相连;(6)开关管S1的发射极与开关管S2的集电极,与电阻R的一极,与电容C的一极,与压敏电阻MOV的一极相连;(7)电容C的一极与晶闸管Q1的阴极,与晶闸管Q2的阳极,与双向晶闸管Q3的阳极,与压敏电阻MOV的一极相连;(8)输入输出端口P1连接在开关管S1的集电极与开关管S2的发射极连接点处,输入输出端口P2连接在开关管S1的发射极与开关管S2的集电极连接点处。2.如权利要求1所述的一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构,其特征在于:所述电路通过输入输出端口P1和输入输出端口P2串联在直流电网的正极接线或负极接线上,功能是阻断来至电流两端短路电流。3.如权利要求1或2所述的一种新型的双向直流短路电流阻断电路拓扑结构,其特征在于:当电路串联在直流电网中,不启动阻断功能时,电路通过控制开关管S1和S2来导通电路;其中电路通过控制开关管S1、晶闸管Q1的控制极信号为...
【专利技术属性】
技术研发人员:王鹿军,冯博宇,王钰,吴铁洲,周传建,李拥军,
申请(专利权)人:湖北工业大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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