直流断路器作为迅速有效处理直流故障的关键设备,将在未来多端直流输电和直流电网技术的发展中起到关键作用。直流断路器理论和拓扑的研究己经开展很长时间,但直流灭弧、电力电子器件串联均压和能量吸收等一系列问题仍有待解决。高压直流输电电网的迅速发展对高压直流断路器也提出了越来越迫切的需求。从各种直流断路器的技术特征和目前的研究水平来看,混合式直流开断技术和基于人工过零的直流开断技术是最具工程应用潜力的方案。
高压直流断路器理论研究和样机研制尚未成熟,在实际工程中还未得到广泛应用,对其关键技术的研究仍存在诸多不足之处:
(1)对直流网络的建模是基于简化的单向潮流模型,实际的直流输、配电网结构复杂,潮流方向也具有不确定性。如何建立更为详细的系统模型并在此基础上对故障电流特性进行更准确的描述,为直流断路器设计提供更为可靠的依据是后续研究的重点。
(2)在电力电子器件串联均压问题的研究中,重点考察关断过程动态均压问题和负载侧吸收电路,其他状态下的均压问题和栅极主动均压策略仍有待研究。
(3)未对直流断路器能量吸收支路避雷器进行详细研究,仿真中采用通用模型,而实际中避雷器参数设置对直流断路器可靠运行起着关键作用;此外本文的研究仍处于理论分析和仿真模拟阶段,下一步将开展样机设计和试验验证。