成果简介：

       直流断路器是多端柔性直流输配电网直流侧故障隔离的关键设备,目前投入工程中应用的直流断路器包括纯固态直流断路器、机械式直流断路器和混合式直流断路器。相比前两种直流断路器，混合式直流断路器具有较低的稳态损耗和较快的动作速度，但混合式直流断路器主断支路中由大量的 IGBT 器件串联组成，导致成本较高。若直流母线上的所有线路均配置混合式直流断路器，将极大的增加投资成本。对此，项目研究设计了一系列多线共用的多端口、多功能混合式直流断路器拓扑，提出了相应的控制策略。该系列断路器主要包括具有自适应重合闸功能的多端口混合式直流断路器、具有潮流控制功能的多端口混合式直流断路器以及具有故障限流功能的多端口混合式直流断路器，各类型直流断路器均具备开断故障线路、故障母线以及快速机械开关失灵保护等功能，可适应不同的应用场景要求。
       多功能多端口混合式直流断路器设计观念前沿，创新性强，技术先进。其中部分断路器已有低压试验样机，部分断路器正在研发中。目前，课题组已成功研制出多端口混合式直流断路器以及具有潮流控制功能的多端口混合式直流断路器的低压试验样机，动作速度在3ms 左右，具有上述相应的功能。

（a）多端口混合式直流断路器低压试验样机
（b）具有潮流控制功能的多端口混合式直流断路器低压试验样机

       应用情况或应用前景：
       混合式直流断路器是柔性直流输配电网直流侧故障隔离的关键设备，由于采用大量的全控型电力电子器件，导致占地面积大和成本高昂问题，制约了其推广应用。项目组针对混合式直流断路器的特点，研究设计的多功能多端口混合式直流断流器通过多线共用、多功能集成，极大的降低了直流断路器的成本，减小了占地面积，极具竞争力。由于柔性直流输配电网具有功率控制灵活、易于清洁能源发电并网和多落点受电等优势，近年来发展快速，在国内已有 10 多个工程投入运行，作为交流电网的有益补充，未来将建设更多工程。伴随着未来柔性直流电网的建设，多功能多端口混合式直流断路器的应用前景广阔。此外，该系列直流断路器拓扑设计和控制复杂，技术壁垒高，若推广应用，将产生显著的经济效益。