[实用新型]一种直流微网DC-DC换流器与保护系统

说明书

本实用新型公开了一种直流微网DC‑DC换流器与保护系统，包括用于并联在光伏电源两端的升压电路，还包括用于串联在光伏电源的正极端与升压电路之间的防反冲二极管，所述升压电路包括电感、滤波电容、升压电容、第一开全控型开关管与第二全控型开关管；所述滤波电容用于并联在光伏电源两端；所述升压电容与滤波电容并联，所述第一全控型开关管并联在升压电容与滤波电容之间；所述电感串联在滤波电容与第一全控型开关管之间；所述第二全控型开关管串联在第二全控型开关管与升压电容之间。直流微网保护系统包括直流微网DC‑DC换流器、欠压保护驱动模块与电压采集模块。本实用新型解决现有技术了中单向DC‑DC换流器中的二极管不能进行故障隔离的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及直流微网技术领域，尤其涉及一种用于直流微网DC-DC换流器以及一种直流微网保护系统。

背景技术

相较于交流微网，直流微网优势明显。然而，直流微网的发展受到其保护方案成熟与否的制约。直流微网故障过程较为复杂，总体上可分为两类故障：极间故障和极对地故障。两类故障均存在不同的故障阶段。对于二极管这类不可控电力电子器件，故障期间的过电流可能将其损坏，因此必须将故障与电力电子器件尤其是不可控器件进行隔离。光伏电源产生的直流电通过DC-DC换流器升压后送入直流微网，然而现有的DC-DC换流器采用单向电路结构，考虑到保护动作时限的影响，这种结构不能有效保护二极管。

参见图1，单向DC-DC换流器包括电感L，二极管D2、D3，IGBT。当发生极间故障或极对地故障时，换流器线路侧的电压下降到一定程度后，二极管D1、D2将流过较大的故障电流，可能致使D1、D2烧毁。在该电路结构下，IGBT的欠压保护只能够使得二极管D3两端的IGBT退出运行，无法隔离故障，必须添加过流保护切断故障。由于直流微网存在多个故障阶段，电路保护整定较为复杂，且考虑到动作时限的问题，采用电流保护难以满足要求。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种直流微网DC-DC换流器，解决现有技术中单向DC-DC换流器中的二极管不能进行故障隔离的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：一种直流微网DC-DC换流器，包括用于并联在光伏电源两端的升压电路，还包括用于串联在光伏电源的正极端与升压电路之间的防反冲二极管，所述升压电路包括电感、滤波电容、升压电容、第一开全控型开关管与第二全控型开关管；所述滤波电容用于并联在光伏电源两端；所述升压电容与滤波电容并联，所述第一全控型开关管并联在升压电容与滤波电容之间；所述电感串联在滤波电容与第一全控型开关管之间；所述第二全控型开关管串联在第二全控型开关管与升压电容之间。

优选的，所述第一全控型开关管与第二全控型开关管均采用IGBI。

本实用新型还提供一种直流微网保护系统，采用上述的直流微网DC-DC换流器；还包括与第一开全控型开关管的信号输入端连接的欠压保护驱动模块；所述欠压保护驱动模块的输入端通过电压采集模块获取DC-DC换流器线路侧电压。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、如图1所示：现有技术中的续流二极管D2，为不可控器件，在故障时，由于线路侧电压下降，阳极电压始终大于阴极电压，则保持导通，且不能控制其断开，使得故障电流流入二极管D1、D2。本实用新型将现有技术中的DC-DC换流器中的续流二极管D2（图1中）替换为了第二全控型开关管，那么在发生故障时，第一全控型开关二极管与第二全控型开关管均能够接受控制而断开，从而将防反冲二极管与故障侧隔离，防止故障电流流入防反冲二极管。

2、本实用新型选择了双极型绝缘晶体管，即IGBI作为全控型开关管，IGBI为电压驱动型开关管，十分适用于欠压保护，并且欠压保护为成熟技术，能够大大降低研发成本。本实用新型的直流微网保护系统实用了欠压保护功能，结构简单，易于实现。

附图说明