杨 勇， 王文杰， 刘亚萍， 谢晔源， 杨 兵， 陈 羽

（1.国网经济技术研究院有限公司， 北京 102199； 2.南京南瑞继保电气有限公司， 江苏 南京 211102）

0 引言

我国的风电、 光伏资源主要集中三北地区，而电力负荷主要集中在沿海经济发达地区，三北地区的新能源电力亟需长远距离、 跨区跨省、大规 模 集 中 外 送[1]，[2]。 高 压 直 流 输 电（High Voltage Direct Current，HVDC）技术在电能传输距离、传输容量以及传输功率的灵活性方面具有明显的优势。大规模风、光新能源通过高压直流系统进行外送时，长远距离、跨区跨省的直流架空线路极易发生直流短路故障， 此时必须通过直流断路器快速有效地断开短路电流。 高压直流输电拓扑结构如图1 所示。

图1 大规模风、光新能源高压直流外送系统的拓扑结构Fig.1 Topology of the HVDC system for long-distance wind and photovoltaic power transmission

利用高压直流断路器来开断大容量的直流短路电流一直是大规模风、 光新能源高压直流外送技术中的重大难题[3]，[4]。 目前，高压直流断路器的技术方案主要有3 种：机械式直流断路器[5]、固态式直流断路器[6]和机械固态混合式直流断路器[7]～[12]。 其中，机械式直流断路器导通损耗最小，但是在开断过程中存在燃弧现象， 导致开断速度整体较慢。 固态式直流断路器的本体由全控型电力电子器件构成，其开断速度很快，但电力电子器件的导通压降较高， 在大功率应用场合中的通态损耗较大。 机械-固态混合式直流断路器在正常通流时，电流仅流过机械式开关，导通损耗较小；发生短路故障时， 电流首先由机械支路转移到固态支路，由固态支路开断短路电流，机械开关不会燃弧，因此开断速度较快。……