4、混合式高压直流断路器关键技术及应用
发布时间：2020-09-11
信息来源：北京市科学技术委员会网站
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发布时间：2020-09-11
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由全球能源互联网研究院有限公司等单位完成
该成果属于能源技术领域。项目针对高压直流断路器关键技术开展研究，取得了创新性成果。主要技术发明如下：
1.发明了模块化混合式直流开断技术。提出了机械开关、电力电子组件和耗能组件混合串并联、柔性构建阻断电压的直流开断方法，首创了模块化级联混合式直流断路器拓扑，发明了机械开关零电流分闸、全桥电力电子组件零电压关断、耗能组件分组投切能量吸收等技术，解决了直流短路电流开断过程中人工零点构建、暂态过电压耐受和能量耗散的难题。
2.发明了强电磁能量瞬态开断应力调控技术。建立了融合分布参数及器件关断特性的场路综合分析模型，发明了IGBT组件自适应电流均衡调节、多组件矩阵化等电位跟随钳制、空间电磁参量正交约束调控等技术，解决了百兆焦电磁能量微秒级开断导致的电热应力集中、电磁场畸变、强传导辐射干扰等赃题，实现了15kA电流可靠关断。
3.发明了高速操动与协同加速控制技术。提出了高电位电磁操动和多断口模块化串联方法，发明了支路电流零点复合预判、真空断口绝缘动态检测和异步周期并行预处理控制技术，解决了大质量机械开关1000倍重力加速度高速操动、100kA/ms支路换流状态判断、组件间百微秒协同配合难题，开断时间小于2.5ms。
该成果获得授权发明专利29项（欧洲专利1项）；发表SCI/EI论文39篇，编写国际导则2项，制定国家和行业标准5项。成果应用于舟山五端直流工程，增输电量6.3亿度。基于项目成果，研制出500kV/25kA/2.5ms直流断路器，推动世界首个±500kV张北直流电网示范工程建设，将为北京2022冬奥会提供100%清洁能源。
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