[发明专利]一种直流微电网的设计方法及高低压直流断路器

说明书

本发明公开了一种直流微电网的设计方法及高低压直流断路器,所述的方法为将各种负荷通过断路器连接到对应的母线上，同时公开了一种直流断路器，该断路器为限流电抗器L_A（1）与限流电抗器L_B（2）之间的线路上串联一个高压电气支路（3）或低压电气支路（4）组成一个直流微电网,采用本发明能实现双向快速关断，且结构简单，制作及操作方便，实用性强，可以克服现有技术的不足。

技术领域

本发明涉及一种电网的设计方法及高低压直流断路器，尤其是一种直流微电网的设计方法及高低压直流断路器，属于电力技术领域。

背景技术

随着经济的不断发展，由于化石能源枯竭和开采难度增大，同时造成了严重的环境问题。近年来，太阳能发电，燃料电池，风力发电等新能源得到大规模推广应用，于此同时，出现了电动汽车、变频设备、LED 照明灯、信息设备等大量直流负荷。而直流微网，作为分布式电源与直流负荷更高效率的接入形式，具有线路损耗低、传输容量大、传输距离远、电能质量高、以及不存在系统同步运行稳定性问题等优点，成为目前电力系统的发展趋势。而直流断路器是直流微网系统的重要设备，起着故障跳闸和保护系统中电力设备的关键作用，目前缺乏实用的直流断路器。

发明内容

本发明的目的是：针对目前发展直流微网的电力系统发展趋势，提供一种直流微电网的设计方法及高低压直流断路器，利用直流微电网的设计方法及高低压直流断路器实现双向快速关断，从而克服现有技术的不足。

本发明的技术方案为：一种直流微电网的设计方法,所述的方法为将风力发电、光伏发电、蓄电池、交、直流负荷经过换流器变为低压等级的直流电压，直接连接到低压直流母线上或通过直流断路器连接到低压直流母线上；低压直流母线电压经过直流变压器升压，通过直流断路器连接到中压直流母线上；同时燃料电池、微型燃气轮机、中压交、直流负荷经过换流器变为中压等级的直流电压，通过直流断路器连接到中压直流母线上；中压直流母线再经过DC/AC换流器，通过交流断路器连接到交流系统。

一种直流断路器，包括高压直流断路器和低压直流断路器，高压直流断路器为两个限流电抗器之间串联一个高压电气支路；低压直流断路器为两个限流电抗器之间串联一个低压电气支路。

所述的限流电抗器包括限流电抗器L_A与限流电抗器L_B。所述的高压电气支路包括第一支路、第二支路、第三支路和第四支路，所述的第一支路、第二支路、第三支路和第四支路为并联，第一支路由机械式的快速隔离开关和辅助开关串联；第二支路包括至少两个以上辅助开关串联组成；每个辅助开关由两个IGBT反向串联，并在每个IGBT上反向并联二极管；第三支路由电阻和电容串联组成；第四支路为氧化锌避雷器构成的能量吸收回路。

所述的低压电气支路包括第一支路、第二支路、第三支路和第四支路，所述的第一支路、第二支路、第三支路和第四支路为并联；第一支路由机械式的快速隔离开关组成；第二支路包括至少两个以上IGBT模块串联组成；每个IGBT模块由两个IGBT单元反向串联，并在每个IGBT单元上反向并联二极管；第三支路由电阻和电容串联组成；第四支路为氧化锌避雷器构成的能量吸收回路。

所述的辅助开关由两个IGBT反向串联，并在每个IGBT上反向并联二极管。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明结构简单，制作及操作方便，实用性强，高低压直流断路器实现双向快速关断，可以克服现有技术的不足。

附图说明

附图1为本发明高压直流断路器的结构示意图；

附图2为本发明低压直流断路器的结构示意图；

图3为本发明运用在直流微网中的示意图；