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摘要
直流输配电网在远距离大容量电能传输、大规模新能源并网和源–网–荷协调控制等领域发挥重要作用。直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)作为直流系统实现故障隔离的核心装备，目前还面临开断能力受限、成本高昂等问题，制约其在直流输配电系统中的广泛应用。该文首先提出一种新型电容可控振荡换流原理与拓扑电路，其通过激发电容振荡升压以实现振荡电流的快速提升，从而实现电流的转移与开断；然后对电容振荡换流机理进行数学分析，阐述所提直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)拓扑构成与基本原理，并给出核心参数理论设计约束边界。最后，仿真分析20k V/3ms/15k A DCCB技术性能，论证所提拓扑的可行性与技术特点。研究结果表明，所提拓扑损耗低，可快速实现双向短路电流开断，与混合式DCCB相比，所提拓扑全控器件使用数量少、应力小，整体技术经济性能优异，具备良好的应用前景。
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单位国网智能电网研究院; 华北电力大学; 电子工程学院
