[发明专利]一种直流能量路由器及其故障隔离方法

说明书

本发明提供一种直流能量路由器及其故障隔离方法，直流能量路由器包括：第一变换模块、隔离变压器和第二变换模块，所述第一变换模块的交流接口通过隔离变压器与所述第二变换模块的交流接口连接，其中：所述第一变换模块的直流接口和所述第二变换模块的直流接口均用于输入/输出直流电；本发明提供的直流能量路由器具有直流侧短路故障的自清除能力，具有响应速度快、动作时序简单和故障切除响应时间短的特点，在故障切除时能够零电流关断开关器件，实现直流配电网中直流侧短路故障的快速隔离，提高了直流配电网的可靠性。

技术领域

本发明涉及直流配电技术领域，具体涉及一种直流能量路由器及其故障隔离方法。

背景技术

随着电力电子控制技术和器件制造技术的发展，直流电网在很多领域取得了技术和经济的优势。尤其是随着分布式新能源并网的需求日益增长，以及直流负载的广泛应用，构建直流能源互联网将是今后电力系统发展的方向。近些年来，基于双主动全桥结构的直流能量路由器作为建设直流能源互联网的关键设备，因其具有能量管理、潮流控制、提供标准化接口等多种功能，受到了广泛的关注。

然而直流配电系统在运行过程之中，不可避免的会发生直流侧短路故障，当直流侧短路故障发生时，电流急剧上升，对整个直流配电系统所造成极大的破坏和威胁。因此，直流配电系统必须具有隔离直流侧短路故障的能力。在实际情况下，对于含有直流能量路由器的直流配电系统，一般通过一下3种方式实现故障隔离功能：①直流能量路由器交流环节使用交流断路器、交流熔断器等切断与交流环节的连接，但该方法响应速度较慢、重启动配合动作时序复杂、系统恢复时间较长；②直流能量路由器直流环节使用直流断路器隔离故障点，但直流断路器线路能量不易耗散以及造价昂贵。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种直流能量路由器及其故障隔离方法，其具有直流侧短路故障的自清除能力，具有故障切除响应时间短和响应速度快的特点，故障切除时能够零电流关断开关器件，从而实现直流配电网中直流侧短路故障的快速隔离，提高了直流配电网的可靠性。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供的一种直流能量路由器，其改进之处在于，包括：

所述直流能量路由器包括：第一变换模块、隔离变压器和第二变换模块，所述第一变换模块的交流接口通过隔离变压器与所述第二变换模块的交流接口连接，其中：

所述第一变换模块的直流接口和所述第二变换模块的直流接口均用于输入/输出直流电。

优选的，所述第一变换模块，包括：第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关、第五半导体开关和第六半导体开关，其中：

所述第一半导体开关的发射极和第二半导体开关的发射极均与第一连接端子连接，第五半导体开关的发射极和第六半导体开关的发射极均与第二连接端子连接，第一半导体开关的集电极与第三半导体开关的集电极连接，第三半导体开关的发射极与第五半导体开关的集电极均与第一公共连接点连接，第二半导体开关的集电极与第四半导体开关的集电极相连接，第四半导体开关的发射极和第六半导体开关的集电极均与第二公共连接点连接；

所述第一连接端子和第二连接端子构成所述第一交换模块的直流接口；

所述第一公共连接点和第二公共连接点构成所述第一交换模块的交流接口。

优选的，所述第二变换模块，包括：第七半导体开关、第八半导体开关、第九半导体开关、第十半导体开关、第十一半导体开关和第十二半导体开关，其中：