一种多端口直流断路器及多端口直流系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多端口直流断路器及多端口直流系统。所述多端口直流断路器，包括：n个开断模块和n个出线端口；其中，n为大于或等于3的整数；所述开断模块包括第一端和第二端，且n个所述开断模块依次首尾相连；第i个所述出线端口从第i个所述开断模块的第一端引出；1≤i≤n；一个所述出线端口用于与多端口直流系统中的一条直流母线电连接；当一条所述直流母线故障时，与所述直流母线电连接的两个所述开断模块均断开。本发明专利技术实施例提供的多端口直流断路器，具有结构简单，设备集成度高、占地面积小以及造价低的优势；可以实现多端口直流电网潮流的灵活调节，提高系统运行可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种多端口直流断路器及多端口直流系统
本专利技术实施例涉及直流断路器
，尤其涉及一种多端口直流断路器及多端口直流系统。
技术介绍
多端直流电网具备有功和无功功率独立控制、能够向无源网络供电、高度的灵活性和冗余性等优势，成为远距离输电以及新能源并网的理想选择。如今在世界范围内已经提出或者正在建设多个多端直流电网工程。随着直流配电应用场景的不断扩大，在配电领域越来越需要多端口的直流断路器，以满足不同电网之间、不同负荷之间的断开和闭合需要。虽然直流电网具有传统交流电网所不具备的优势，但是其在实际运行过程中仍然存在诸多挑战，尤其是直流电网中发生短路故障后，故障电流上升速度非常快并且不存在过零点，这导致直流故障电流的分断问题不可忽视。一条直流线路的故障会影响整个直流电网的运行。现有的多端口直流系统通常是每条支路单独配置各自的直流断路器，存在结构复杂及潮流不可控的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种多端口直流断路器及多端口直流系统，以实现多端口直流电网潮流的灵活调节，提高系统运行可靠性；且本专利技术实施例提供的多端口直流断路器具有结构简单，设备集成度高、占地面积小以及造价低的优势。第一方面，本专利技术实施例提供了一种多端口直流断路器，包括：n个开断模块和n个出线端口；其中，n为大于或等于3的整数；所述开断模块包括第一端和第二端，且n个所述开断模块依次首尾相连；第i个所述出线端口从第i个所述开断模块的第一端引出；1≤i≤n；一个所述出线端口用于与多端口直流系统中的一条直流母线电连接；当一条所述直流母线故障时，与所述直流母线电连接的两个所述开断模块均断开。可选地，所述多端口直流断路器还包括：n个开关；第i个所述开关的第一端与第i个所述出线端口电连接，第i个所述开关的第二端与第i个所述开断模块的第一端电连接。可选地，所述多端口直流断路器还包括：n个限流电抗器；第i个所述限流电抗器的第一端与第i个所述出线端口电连接，第i个所述限流电抗器的第二端与第i个所述开断模块的第一端电连接。可选地，所述开断模块包括：固态式直流断路器；所述固态式直流断路器的第一端为所述开断模块的第一端，所述固态式直流断路器的第二端为所述开断模块的第二端。可选地，所述固态式直流断路器为串联式固态式直流断路器；或者，所述固态式直流断路器为并联式固态式直流断路器。可选地，所述开断模块包括：混合式直流断路器；所述混合式直流断路器的第一端为所述开断模块的第一端，所述混合式直流断路器的第二端为所述开断模块的第二端。可选地，所述混合式直流断路器包括：主通流支路、电流转移支路、能耗支路和电容支路；所述主通流支路、所述电流转移支路、所述能耗支路和所述电容支路并联连接。可选地，所述主通流支路包括：机械开关和电力电子开关；所述机械开关和所述电力电子开关串联连接。可选地，所述能耗支路包括：氧化锌避雷器。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种多端口直流系统，包括：如本专利技术任意实施例所提供的多端口直流断路器。本专利技术实施例所提供的多端口直流断路器，用于不同线路之间、不同负荷之间的断开和闭合需要，具有结构简单、设备集成度高、占地面积小以及造价低的优势。并且，设置多端口直流系统中的每条直流母线(每条支路)均与两个开断模块连接，一方面，每个开断模块均具备能量双向流动的功能，使得相邻直流母线间可以提供功率的相互支撑，比如当一条直流母线存在过负荷时，其他相邻直流母线可以通过开断模块向该母线提供能量，以避免过负荷运行的影响；另一方面，当某条直流母线故障时，与其连接的两个开断模块断开即可隔离该故障母线对其他支路的影响。因此，与现有技术相比，本专利技术实施例可以实现多端口直流电网潮流的灵活调节，提高系统运行可靠性。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种多端口直流断路器的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的另一种多端口直流断路器的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的又一种多端口直流断路器的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的又一种多端口直流断路器的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种开断模块的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的另一种开断模块的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的又一种开断模块的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的又一种开断模块的结构示意图；图9是本专利技术实施例提供的又一种开断模块的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本专利技术实施例提供了一种多端口直流断路器。图1是本专利技术实施例提供的一种多端口直流断路器的结构示意图。参见图1，该多端口直流断路器包括：n个开断模块(分别用10-1、10-2、……、10-n表示)和n个出线端口(分别用Port1、Port2、……、Portn表示)；其中，n为大于或等于3的整数。开断模块10包括第一端和第二端，且n个开断模块10依次首尾相连；第i个出线端口Porti从第i个开断模块10-i的第一端引出；1≤i≤n；一个出线端口Port用于与多端口直流系统中的一条直流母线电连接；当一条直流母线故障时，与直流母线电连接的两个开断模块10均断开。其中，该多端口直流断路器适用于直流系统中包含3条及以上支路的应用场景。可选地，该多端口直流断路器可以应用于配电级别，比如电压等级大于等于10kV的系统。开断模块10用于断开直流母线上的正常直流电流或故障电流，以及闭合线路；每个开断模块10均支持能量的双向流动。可选地，开断模块可以由开关和电力电子器件等构成。出线端口Port用于连接外部线路，出线端口Port的数量根据系统中直流母线的数量确定。如图1所示，在该多端口直流断路器中，n个开断模块10首尾相接连成环形。第一个出线端口Port1与第一个开断模块10-1的第一端和第n个开断模块10-n的第二端电连接；第二个出线端口Port2与第二个开断模块10-2的第一端和第一个开断模块10-1的第二端电连接，以此类推。该多端口直流断路器的工作模式分为：正常工作模式、功率支撑模式和故障处理模式。在正常工作模式下，所有开断模块10均导通，每条直流母线均为自身连接的负荷提供能量；在功率支撑模式下，所有开断模块10均导通，能量冗余的直流母线通过其连接的开断模块10向能量不足的直流母线传输功率；在故障处理模式下，与出现故障的直流母线连接的两个开断模块10均断开，以将该直流母线与其他正常运行的直流母线隔离，防止故障蔓延到其他母线，防止故障对直流系统的影响扩大。本专利技术实施例所提供的多端口直流断路器，用于不同线路之间、不同负荷之间的断开和闭合需要，具有结构简单、设备集成度高、占地面积小以及造价低的优势。并且，设置多端口直流系统中的每条直流母线(每条支路)均与两个开断模块10连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多端口直流断路器，其特征在于，包括：n个开断模块和n个出线端口；其中，n为大于或等于3的整数；/n所述开断模块包括第一端和第二端，且n个所述开断模块依次首尾相连；第i个所述出线端口从第i个所述开断模块的第一端引出；1≤i≤n；一个所述出线端口用于与多端口直流系统中的一条直流母线电连接；当一条所述直流母线故障时，与所述直流母线电连接的两个所述开断模块均断开。/n

【技术特征摘要】
1.一种多端口直流断路器，其特征在于，包括：n个开断模块和n个出线端口；其中，n为大于或等于3的整数；
所述开断模块包括第一端和第二端，且n个所述开断模块依次首尾相连；第i个所述出线端口从第i个所述开断模块的第一端引出；1≤i≤n；一个所述出线端口用于与多端口直流系统中的一条直流母线电连接；当一条所述直流母线故障时，与所述直流母线电连接的两个所述开断模块均断开。


2.根据权利要求1所述的多端口直流断路器，其特征在于，还包括：n个开关；第i个所述开关的第一端与第i个所述出线端口电连接，第i个所述开关的第二端与第i个所述开断模块的第一端电连接。


3.根据权利要求1所述的多端口直流断路器，其特征在于，还包括：n个限流电抗器；第i个所述限流电抗器的第一端与第i个所述出线端口电连接，第i个所述限流电抗器的第二端与第i个所述开断模块的第一端电连接。


4.根据权利要求1所述的多端口直流断路器，其特征在于，所述开断模块包括：固态式直流断路器；所述固态式直流断路器的第一端为所述开断模块的第一端，所述固态式直流断路器的第二端为所述开断模块的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建宗，钟荣富，夏云峰，万四维，薛峰，何文志，黄匀飞，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司东莞供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44