[发明专利]一种新型高压直流断路器的自供能控制方法

权利要求书

1.一种新型高压直流断路器的自供能控制方法，其特征在于，流程如下：首先，采用新型高压直流断路器的拓扑结构；然后，针对启动充能、稳态运行以及故障处理3种模式，分析断路器的整体动作特性与控制策略，并进行直流断路器补能周期计算；最后，搭建典型算例系统进行仿真研究，验证断路器拓扑及其控制策略的有效性与可行性。

2.根据权利要求1所述的一种新型高压直流断路器的自供能控制方法，其特征在于：所述新型高压直流断路器包括并联的主断路器、日常通流支路和故障断流支路；

所述日常通流支路包括串联的超快速机械开关和负载转移开关；所述故障断流支路由多个断流单元串联构成；

所述负载转移开关和主断路器采用增强型半桥子模块EHBSM。

3.根据权利要求2所述的一种新型高压直流断路器的自供能控制方法，其特征在于：所述EHBSM由2个IGBT、4个二极管以及1个子模块电容构成；

所述EHBSM包括导通状态和关断状态2种开关状态，具体如下所述：

导通状态，当EHBSM中的1GBT都开通时，电流直接从IGBT或其并联二极管流过，电容器被旁路；

关断状态，当EHBSM中的IGBT被关断时，电流需要从电容器流过，直流电流的流通受阻碍；

根据运行场景不同，所述新型高压直流断路器有3种不同的工作模式,分别为启动充能模式、稳态运行模式和故障处理模式。

4.根据权利要求3所述的一种新型高压直流断路器的自供能控制方法，其特征在于：所述启动充能模式，包括以下步骤：

步骤S11，新型高压直流断路器日常通流支路的超快速机械开关处于关断状态，负载转移开关的IGBT处于关断状态，故障断流支路的IGBT也处于关断状态；

步骤S12，直流系统中各换流站启动，传输功率参考值设定为1％-5％,保证直流线路中的电流维持在较低水平；由于超快速机械开关还没有闭合，所以电流将从主断路器流过，为电容充电；

步骤S13，当主断路器中的子模块电容电压达到IGBT触发所需的阈值时,使能IGBT驱动电路，并对主断路器的子模块电容进行分组充电；

步骤S14，主断路器充电完成后，将其设定为导通状态；电流从主断路器流过，超快速机械开关承受的电压为0；

步骤S15，将少量主断路器中的EHBSM关断，这些子模块电容叠加后的反向电压使直流电流转移到正常流通支路上去，从而对负载转移开关进行充电；

步骤S16，当负载转移开关完成充电后，将负载转移开关和主断路器都设成导通状态，之后将直流系统功率参考值提升至额定水平，系统进入稳态运行模式。

5.根据权利要求4所述的一种新型高压直流断路器的自供能控制方法，其特征在于：所述稳态运行模式中，负载转移开关和主断路器的IGBT驱动电路都由各自的电容进行负载转移开稳态补能和主断路器稳态补能。

6.根据权利要求5所述的一种新型高压直流断路器的自供能控制方法，其特征在于：所述负载转移开关稳态补能的控制步骤如下：

步骤S21，当检测到负载转移开关的任意一个子模块电容电压低于稳态阈值下限U_min时,将少量主断路器中的EHBSM设为关断状态，同时关断负载转移开关；由于主断路器的反向电压大于负载转移开关的反向电压，因此直流电流将对负载转移开关中的电容进行充电；

步骤S22，当检测到负载转移开关的任意一个子模块电容电压高于稳态阈值上限U_max时,将负载转移开关和主断路器设为导通状态,补能结束。