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限制DC電網(wǎng)中故障影響的電流限制系統(tǒng)和操作電流限制系統(tǒng)的方法與流程

文檔序號:11773073閱讀:來源:國知局
限制DC電網(wǎng)中故障影響的電流限制系統(tǒng)和操作電流限制系統(tǒng)的方法與流程

技術(shù)特征:
1.一種電流限制系統(tǒng)(500),用于在DC電網(wǎng)(100)中出現(xiàn)故障的情況下限制通過DC連接(110,115)的電流,所述DC連接形成所述DC電網(wǎng)(100)的一部分,所述電流限制系統(tǒng)包括串聯(lián)連接到所述DC連接中的電流限制器(205),和用于控制所述電流限制器的電流限制強(qiáng)度的控制系統(tǒng)(502);其中所述電流限制器包括串聯(lián)連接的獨(dú)立可控的斷路器段(400),其中斷路器段包括并聯(lián)連接的非線性電阻器(410)和關(guān)斷型半導(dǎo)體開關(guān)(405);所述控制系統(tǒng)包括電流測量裝置(505);并且所述控制系統(tǒng)能操作成:檢測故障;并且響應(yīng)于檢測所述故障而調(diào)整所述電流限制器的電流限制強(qiáng)度,所述電流限制系統(tǒng)特征在于所述控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括電壓測量裝置(510),其布置成測量所述電流限制器的至少一側(cè)處的電壓;所述控制系統(tǒng)能操作成通過檢查所述電流限制器的至少一側(cè)處的電壓是否在第一電壓閾值以下來檢測(603)故障;所述電流測量裝置布置成測量通過所述電流限制器的電流;并且所述控制系統(tǒng)能操作成響應(yīng)于故障的檢測,而采用一定方式來調(diào)整(610,640)所述電流限制器的電流限制強(qiáng)度,使得如果通過所述電流限制器的電流超出第一電流閾值(Imax),則所述電流限制強(qiáng)度增加;并且如果通過所述電流限制器的電流在第二電流閾值水平(Imin)以下,則電流限制強(qiáng)度減小,其中所述第一電流閾值位于額定傳輸電流以下。2.如權(quán)利要求1所述的電流限制系統(tǒng),其中,所述控制系統(tǒng)進(jìn)一步能操作成:估計(jì)所述非線性電阻器的當(dāng)前能量吸收能力;并且如有的話,依靠非線性電阻器不同的當(dāng)前能量吸收能力來選擇應(yīng)該斷開或閉合哪個(gè)(些)斷路器段。3.如權(quán)利要求2所述的電流限制系統(tǒng),其中所述電流限制器進(jìn)一步包括與所述串聯(lián)連接的斷路器段并聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換開關(guān)(415),并且所述控制系統(tǒng)進(jìn)一步能操作成如果:通過所述電流限制器的電流超出第三電流閾值(Iarm),其中所述第三電流閾值在正常操作期間的預(yù)期電流水平以上,或所述電流限制器的端處的電壓在第二電壓閾值以下,其中所述第二電壓閾值在正常操作期間的預(yù)期電壓水平以下則斷開(805)所述轉(zhuǎn)換開關(guān),從而使電流換向到所述串聯(lián)連接的斷路器段。4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電流限制系統(tǒng),其中所述電流限制器是能夠在至少額定電壓處阻斷電流的電流限制斷路器。5.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電流限制系統(tǒng),進(jìn)一步包括:自保護(hù)控制系統(tǒng)(135;500),其能操作成如果所述電流限制器有熱損壞的風(fēng)險(xiǎn)則生成損壞指示,并且響應(yīng)于這樣的損壞指示而生成命令所述電流限制器或保護(hù)所述電流限制器的斷路器阻斷電流的跳閘信號。6.一種AC/DC轉(zhuǎn)換器站,包括AC/DC轉(zhuǎn)換器(105)、以及到DC電網(wǎng)(100)的連接(110),其中所述AC/DC轉(zhuǎn)換器站進(jìn)一步包括如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電流限制系統(tǒng),其中所述電流限制系統(tǒng)的電流限制器在到所述DC電網(wǎng)的連接中串聯(lián)連接。7.一種DC電網(wǎng)(100),包括經(jīng)由DC連接(110,115)而互連的至少兩個(gè)AC/DC轉(zhuǎn)換器(105),所述DC電網(wǎng)進(jìn)一步包括:至少一個(gè)如上述權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的電流限制系統(tǒng),其中所述電流限制系統(tǒng)的電流限制器在DC連接中串聯(lián)連接。8.如權(quán)利要求7所述的DC電網(wǎng),其中,所述DC電網(wǎng)包括經(jīng)由DC線路(115)而互連的多個(gè)AC/DC轉(zhuǎn)換器(105),并且其中所述DC電網(wǎng)憑借至少一個(gè)電流限制系統(tǒng)(205)采用一定方式而分成至少兩個(gè)區(qū)(300),使得電流限制器在通過其兩個(gè)區(qū)而互連的所述一個(gè)或多個(gè)DC線路中的每個(gè)(115z)中連接。9.一種操作電流限制系統(tǒng)(500)的方法,用于在DC電網(wǎng)(100)中出現(xiàn)故障的情況下限制通過DC連接(110,115)的電流,所述DC連接形成所述DC電網(wǎng)(100)的一部分,所述電流限制系統(tǒng)包括電流限制器(205)和控制系統(tǒng)(502),其中所述電流限制器包括多個(gè)單獨(dú)可控的串聯(lián)連接的斷路器段(400),每個(gè)包括并聯(lián)連接的非線性電阻器(410)和關(guān)斷型半導(dǎo)體開關(guān)(405);所述方法包括:在所述電流限制系統(tǒng)中檢測故障;并且響應(yīng)于檢測所述故障而,調(diào)整所述電流限制器的電流限制強(qiáng)度,所述方法特征在于:檢測(603)故障通過檢查所述電流限制器的至少一側(cè)處的電壓是否在第一電壓閾值以下而執(zhí)行;并且調(diào)整(610,640)所述電流限制器的電流限制強(qiáng)度采用一定方式來執(zhí)行,使得如果通過所述電流限制器的電流超出第一電流閾值(Imax),則所述電流限制強(qiáng)度增加;并且如果通過所述電流限制器的電流在第二電流閾值水平(Imin)以下,則所述電流限制強(qiáng)度減小,其中所述第一電流閾值位于額定傳輸電流以下。10.如權(quán)利要求9所述的方法,進(jìn)一步包括估計(jì)所述非線性電阻器的當(dāng)前能量吸收能力;并且如有的話,依靠所述非線性電阻器不同的能量吸收能力來選擇應(yīng)該斷開或閉合哪個(gè)(些)斷路器段。11.如權(quán)利要求9或10所述的方法,其中所述電流限制器包括與主開關(guān)(417)并聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換開關(guān)(415);所述調(diào)整所述電流限制器的電流限制強(qiáng)度的步驟以所述轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開為條件;并且所述方法進(jìn)一步包括:如果:通過所述電流限制器的電流超出第三電流閾值(Iarm),其中所述第三電流閾值在正常操作期間的預(yù)期電流水平以上,或所述電流限制器205的側(cè)處的電壓在第二電壓閾值以下,其中所述第二電壓閾值在正常操作期間的預(yù)期電壓水平以下,則斷開(805)所述轉(zhuǎn)換開關(guān),從而使電流換向到所述主開關(guān)。12.如權(quán)利要求9或10中任一項(xiàng)所述的方法,進(jìn)一步包括依靠所述電流限制器的當(dāng)前能量吸收能力的估計(jì)而生成損壞指示,其指示所述電流限制器有熱風(fēng)險(xiǎn);以及響應(yīng)于所述損壞指示使所述電流限制器跳閘來阻斷電流。13.一種用于控制電流限制器(205)的電流限制強(qiáng)度的限制確定系統(tǒng)(515),所述電流限制器(205)在DC連接中串聯(lián)連接以便限制DC電網(wǎng)(100)中的故障的影響,所述DC連接形成所述DC電網(wǎng)(100)的一部分,所述電流限制器包括串聯(lián)連接的獨(dú)立可控的斷路器段(400),其中斷路器段包括并聯(lián)連接的非線性電阻器(410)和關(guān)斷型半導(dǎo)體開關(guān)(405),所述限制確定系統(tǒng)(515)包括:用于接收通過所述電流限制器的電流的測量的裝置;用于接收所述電流限制器的至少一側(cè)處的電壓的測量的裝置;用于使用所述電壓測量來檢查是否可以在所述DC電網(wǎng)中檢測(603)故障的裝置;以及用于響應(yīng)于故障的檢測而:采用一定方式來調(diào)整(610,640)所述電流限制器的電流限制強(qiáng)度的裝置,使得如果通過所述電流限制器的電流超出第一電流閾值(Imax),則電流限制強(qiáng)度增加;并且如果通過所述電流限制器的電流在第二電流閾值(Imin)以下,則電流限制強(qiáng)度減小,其中所述第一電流閾值位于額定傳輸電流以下。14.一種DC電網(wǎng)(100),包括經(jīng)由DC線路(115)而互連的多個(gè)AC/DC轉(zhuǎn)換器(105),其中所述DC電網(wǎng)憑借至少一個(gè)電流限制系統(tǒng)(500)而分成至少兩個(gè)區(qū)(300),所述電流限制系統(tǒng)(500)包括電流限制器(205)和用于控制所述電流限制器的電流限制強(qiáng)度的控制系統(tǒng)(502),所述DC電網(wǎng)采用一定方式而劃分,使得電流限制器在通過其兩個(gè)區(qū)而互連的所述一個(gè)或多個(gè)DC線路中的每個(gè)(115z)中串聯(lián)連接;電流限制系統(tǒng)的電流限制器包括串聯(lián)連接的獨(dú)立可控的斷路器段(400),其中斷路器段包括并聯(lián)連接的非線性電阻器(410)和關(guān)斷型半導(dǎo)體開關(guān)(405);電流限制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)包括布置成測量通過所述電流限制器的電流的測量裝置(505);所述控制系統(tǒng)能操作成:檢測(603;605)故障;并且響應(yīng)于檢測故障而:采用一定方式來調(diào)整(610,640)所述電流限制器的電流限制強(qiáng)度,使得如果通過所述斷路器的電流超出第一電流閾值(Imax),則所述電流限制強(qiáng)度增加;并且如果通過所述斷路器的電流在第二電流閾值(Imin)以下,則電流限制強(qiáng)度減小。
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