CN114094642A - 直流网络的固态保护 - Google Patents

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Abstract

公开了故障保护系统、方法、技术和装置。一个示例性实施例是一种保护系统，包括固态开关设备、电流隔离开关设备和控制器。固态开关设备耦合在功率转换器的开关装置与功率转换器的直流(DC)链路电容器之间。电流隔离开关设备耦合在所述DC链路电容器与DC网络之间。控制器被构造为确定DC网络内正在发生故障，响应于确定故障正在发生，断开固态开关设备；在固态开关设备断开的状态下，接收与流过电流隔离开关设备的故障电流的电气特性相对应的测量；以及基于所接收的测量来确定故障的位置。

Description

直流网络的固态保护
背景技术
本公开一般涉及故障保护。直流(DC)配电系统包括通过DC配电线互连的功率转换器，还包括用于检测和隔离故障(诸如短路故障)的保护系统。这些保护系统可以放置在每个功率转换器附近和整个DC配电系统的DC配电线上。响应于检测到的DC配电线上的故障，位于功率转换器旁边的保护系统会将功率转换器与DC配电线隔离，直到故障被隔离。用于DC配电系统的现有保护系统具有若干个缺陷和缺点。需求仍未满足，这些需求包括降低保护系统硬件要求、降低故障电流中断应力、以及提高故障定位精度。比如，传统保护系统必须中断高幅度故障电流以隔离所检测的故障。更进一步地，传统保护系统仅使用在故障开始与故障隔离之间所进行的一小组测量来确定故障位置。鉴于本领域中的这些和其他缺陷，迫切需要本文中所公开的装置、方法、系统和技术。
发明内容
现在，为了清楚、简明和准确地描述本公开的非限制性示例性实施例、其制作和使用方式和过程并且为了使得能够实践、制作和使用它们，参考某些示例性实施例，这些示例性实施例包括图中所示的示例性实施例，并且使用特定语言来描述这些示例性实施例。然而，应当理解，本公开的范围并未因此而产生限制，并且本公开包括并保护受益于本公开的本领域技术人员能够想到的示例性实施例的这种变更、修改和其应用。
本公开的示例性实施例包括用于故障保护系统的系统、方法、技术和装置。本公开的其他实施例、形式、目的、特征、优点、方面和益处根据以下描述和附图变得显而易见。
附图说明
图1图示了示例性DC配电系统。
图2是图示了用于响应于DC故障的示例性过程的流程图。
图3是图示了在示例性保护系统响应于DC故障状态下图1的DC配电系统的电气特性的一组图。
图4图示了另一示例性DC配电系统。
图5A至图5B图示了示例性功率转换器。
具体实施方式
参考图1，图示了示例性直流(DC)配电系统100。应当领会，系统100可以在多种应用中实现，这些应用包括公用电网、车辆功率系统、船舶功率系统、多驱动功率系统、DC充电系统、高压功率系统、中压功率系统和低压功率系统，仅举几个示例。
DC配电系统100包括双向功率转换器110，该双向功率转换器110被构造为转换在交流(AC)网络101与DC网络130之间传送的功率。功率转换器110包括开关装置111和DC链路电容器114。
开关装置111包括多个半导体器件112a-f，该多个半导体器件112a-f布置在跨DC总线113耦合的三个支路上。第一支路包括在中点连接处串联耦合的半导体器件112a和112b。第二支路包括在中点连接处串联耦合的半导体器件112c和112d。第三支路包括在中点连接处串联耦合的半导体器件112e和112f。在所图示的实施例中，半导体器件112a-f是以反并联形式与续流二极管耦合的绝缘栅双极晶体管(IGBT)。在其他实施例中，开关装置111包括双极结型晶体管(BJT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、栅极关断晶闸管(GTO)、MOS控制晶闸管(MCT)、集成栅极换向晶闸管(IGCT)、碳化硅(SiC)开关设备、氮化镓(GaN)开关设备或任何其他类型的开关设备，这些其他类型的开关设备被构造为选择性地控制电流的流动。
在所图示的实施例中，AC网络101包括三个相位，每个相位耦合到开关装置111的三个支路的一个中点连接。在其他实施例中，开关装置111可以适于耦合到具有不同数目的相位的AC网络，或可以适于耦合到第二DC网络。在某些实施例中，AC网络101是发电设备，诸如风力涡轮机或天然气发电机，仅举几个示例。
开关装置111可以由控制器127或由单独控制器控制。开关装置111可以被构造为单向或双向传输功率。例如，开关装置111可以被构造为从AC网络101接收AC功率，将所接收的功率转换为DC功率，并且将DC功率输出到DC网络130。开关装置111还可以被构造为从DC网络接收DC功率130，将所接收的功率转换为AC功率，并且将AC功率输出到AC网络101。在其他实施例中，开关装置111可以组织为另一拓扑结构，诸如多电平转换器、DC/DC降压转换器、DC/DC升压转换器、或具有更多或更少个相位支路的拓扑结构，仅举几个示例。应当理解，开关装置111可以是任何拓扑结构并且具有被构造为从DC网络130接收DC功率或向DC网络130提供DC功率的部件。
DC链路电容器114被构造为减少在开关装置111与DC网络130之间传输的瞬变，或平滑DC功率。DC链路电容器114还被构造为在DC配电系统100的操作期间存储能量。在操作系统100期间，跨DC链路电容器114存在电容器电压VC并且电流IC流经DC链路电容器114。在某些实施例中，DC链路电容器114被构造为铝电解电容器、膜电容器或其组合，仅举几个示例。在某些实施例中，DC链路电容器114是多个电容器。
DC网络130包括DC配电线131和133。在所图示的实施例中，短路故障135正在跨越DC配电线131和133发生在DC网络130上。DC配电线131和133位于故障135与保护系统120之间的部分具有线电感137。
值得一提重要的是，在DC故障期间，故障电流流过电流路径103，该电流路径103包括电容器114、电流隔离开关设备123、以及具有线电感137的线131和133的部分，使得线电流IL可等于电容器电流IC。在固态开关设备121被断开以将功率转换器110与故障135隔离的状态下，在电容器114完全放电之后，故障电流135不从电流路径103换向到包括开关装置111的二极管的第二电流路径105。
保护系统120被构造为将转换器110与DC网络130上的故障135隔离。在某些实施例中，保护系统120或其一部分并入转换器110的外壳中。在某些实施例中，保护系统120或其一部分可以是被构造为耦合到转换器110的改装套件。
保护系统120包括固态开关设备121、电流隔离开关设备123、测量设备125、以及包括通信端口129的控制器127。固态开关设备121在开关装置111与DC链路电容器114之间耦合到DC总线113。固态开关设备121被构造为选择性地阻止电流在开关装置111与DC链路电容器114之间流动。固态开关设备121可以包括任何类型的半导体开关。应当领会，所图示的固态开关设备没有与诸如金属氧化物变阻器(MOV)之类的能量分散设备并联耦合。由于保护系统120被布置为使得固态开关设备121仅在不传导故障电流的状态下断开，并且仅在传导低电流(诸如幅度小于故障电流的电流、幅度小于标称电流幅度的电流的2倍、或根本没有电流)的状态下断开，固态开关设备121无需并联耦合MOV。
电流隔离开关设备123耦合在DC链路电容器114与DC网络130之间。电流隔离开关设备123被构造为选择性地阻止电流在功率转换器110与DC网络130之间流动。电流隔离开关设备123可以是机械开关设备或被构造为电流隔离功率转换器110与DC网络130的任何其他类型的开关设备。例如，电流隔离开关设备123可以包括机械切断器开关设备，该机械切断器开关设备被构造为在不传导电流或不传导负载电流的状态下断开。在操作系统100期间，线电流IL流经电流隔离开关设备123到达DC网络130。
在某些实施例中，保护系统120被构造为隔离功率转换器110与接地故障以及短路故障。对于接地故障保护，保护系统120附加地包括：另一固态开关设备，该另一固态开关设备在DC总线113的负极被耦合在DC电容器114和开关装置111之间；以及另一电流隔离开关设备，该另一电流隔离开关设备133耦合在DC链路电容器114与DC配电线133之间。
测量设备125被构造为测量流过电流隔离开关设备123的DC功率的电气特性并且将测量传输到控制器127。例如，测量设备125可以测量电流IL的幅度，仅举一个示例。在某些实施例中，测量设备125包括不止一个测量设备。在某些实施例中，测量设备125被构造为测量电容器电压VC。在某些实施例中，测量设备125可以包括电流传感器、电流互感器、电压传感器、或电压互感器，仅举几个示例。
控制器127被构造为操作固态开关设备121，操作电流隔离开关设备123，并且从测量设备125接收测量。在所图示的实施例中，控制器127包括：通信端口129，该通信端口129被构造为允许控制器127与另一保护系统的控制器通信；中央控制系统，或被构造为监测或控制DC配电系统100的另一设备。在某些实施例中，控制器127包括多个通信端口或没有通信端口。
在操作DC配电系统100期间，控制器127被构造为从测量设备125接收测量并且确定故障条件是否已经开始发生。响应于确定故障正在发生，控制器127被构造为断开固态开关设备121，从测量设备125接收测量，使用与放电电容器电流IC相对应的测量来确定故障位置，基于所接收的测量来断开电流隔离开关设备123，响应于确定故障135已被移除而闭合固态开关设备121，并且响应于确定DC链路电容器114已经被充电而闭合电流隔离开关设备123。
在某些实施例中，控制器127使用从其他保护系统或中央控制系统接收的测量或确定的故障方向来确定故障位置。在某些实施例中，控制器127将诸如测量或基于从测量设备125接收的测量确定的故障方向之类的信息传输到中央控制系统，以使中央控制系统可以聚合来自其他保护系统的信息并且使用所聚合的信息来确定故障位置。在某些实施例中，中央控制系统然后向距离故障最近的保护设备传输断开命令，以便从DC配电系统中移除故障。
在某些实施例中，控制器127被构造为确定功率转换器110内或AC网络101内正在发生故障，并且响应于确定故障正在发生，断开固态开关设备121。由于固态开关设备121阻止电流从电容器114流向开关装置111，所以开关装置111无需包括去饱和保护，以保护开关装置111免于使电容器电流放电。应当领会，系统100的部件的任何或所有前述特征还可以存在于本文中所公开的其他部件中。
参考图2，存在流程图，该流程图图示了用于使用示例性保护系统(诸如图1中的保护系统120)响应于DC配电系统中的DC故障的示例性保护系统过程200。可以在本文中所公开的保护系统控制器中的一个或多个保护系统控制器中全部或部分实现过程200。还应当领会，设想了过程200的若干个变化和修改，包括省略例如过程200的一个或多个方面、添加其他条件和操作、和/或将操作和条件重组或分离为单独过程。
过程200开始于操作201，其中保护系统的控制器确定DC网络内正在发生故障。在某些实施例中，控制器基于从保护系统的测量设备接收的测量来确定故障正在发生。在其他实施例中，控制器基于通过控制器通信端口从另一设备接收的信息确定故障正在发生。
过程200进行到操作203，其中控制器断开耦合在功率转换器的开关装置与功率转换器的DC链路电容器之间的固态开关设备。由于故障电流正在在由DC链路电容器、电流隔离开关设备和DC网络形成的电流路径中流动，固态开关设备在所传导电流的幅度小于所接收的故障的电流的幅度的低电流(也称为故障电流)的状态下断开。低电流可以包括小于标称电流幅度2倍的电流幅度。在其他实施例中，固态开关设备断开，同时不传导电流。
过程200进行到操作205，其中测量设备测量流过电流隔离开关设备的电流，该电流正在通过DC链路电容器放电到故障。在传统故障定位中，在保护设备断开之前，收集电压和/或电流以计算故障位置。通常，在DC系统中，DC断路器的断开速度很快，诸如在2ms内，以避免大电流损坏功率电子设备。因此，在短时间段内收集可用于故障定位的测量。相比之下，当固态开关设备121断开时，放电电流和感应电压继续并且可以被测量以确定故障位置。这样，可以收集更多测量以便提高所确定的故障定位精度。
过程200进行到操作207，其中控制器基于在操作205期间收集的测量来确定故障的位置。控制器可以仅基于在DC链路电容器正在放电时所进行的来自测量设备的测量来确定故障的位置。控制器还可以基于从DC配电系统的其他保护系统接收的测量来确定故障的位置。在某些实施例中，控制器通过将测量或基于测量的故障方向传输到中央控制系统来确定故障的位置。然后，中央控制系统可以基于从DC配电系统的其他测量设备接收的多个测量来传输故障位置。
在某些实施例中，控制器通过使用测量来计算故障与测量设备之间的配电线的电感来确定故障的位置。使用已知线电感特性和所计算的电感，控制器可以确定故障与测量设备的距离。在某些实施例中，控制器使用故障方向以及从DC配电系统100的其他设备接收的其他确定的故障方向来确定故障的位置，该故障方向使用测量确定。
过程200进行到操作209，其中控制器断开电流隔离开关设备。控制器可以响应于确定故障电流幅度已经减小到零而断开电流隔离开关设备。应当理解，在配电线具有比功率转换器110更高的故障电流容限时，因为放电电流将耗散而不会损害配电线，所以电流隔离设备无需中断放电电流。
过程200进行到操作211，其中控制器等待直到所定位的故障已经结束或与DC配电系统的健康部分隔离，并且因此从DC配电系统移除。在某些实施例中，控制器等待来自中央控制系统的指示故障被移除的指令，或控制器等待直到控制器基于来自保护系统的测量设备的测量来确定故障已经被移除。
过程200进行到操作213，其中控制器响应于确定故障已经被移除而闭合固态开关设备。控制器闭合固态开关设备，以便使用功率转换器的开关装置为DC链路电容器充电。
过程200进行到操作215，其中控制器确定DC链路电容器已经被充电。例如，控制器可以通过确定DC链路电容器两端的电压已经超过充电阈值来确定DC链路电容器已经被充电。
过程200进行到操作217，其中控制器响应于确定DC链路电容器已经被充电而闭合电流隔离开关设备，而允许DC配电系统返回到正常操作。
参考图3，多个曲线图300图示了DC配电系统100在故障期间的电气特性。应当领会，多个曲线图300中所图示的电压和电流仅是示例性系统的电压值和电流值的一个示例。曲线图310图示了电容器电压VC。曲线图320图示了电流IC。多个曲线图300包括时刻t1至t3。
在时刻t1之前，功率转换器110的二极管以标称电流幅度传导电流Idiodes并且电容器114被完全充电。在时刻t1处，故障135开始跨配电线131和133发生。在时刻t1与时刻t3之间，由电流IC(或主要是电流IC)组成的电流IL在下降到零之前增加到峰值，并且电容器电压VC随着电容器114放电而减小到零。当固态开关设备121在时刻t1和t3之间的时刻t2断开时，电流Idiodes为零。固态开关设备121可以在时刻t1和t2之间传导低电流，而在时刻t1和t3之间不传导电流。在时刻t1和t3之间的时刻t2处，固态开关设备121断开，允许隔离开关装置111和故障135，而固态开关设备121不必中断流过电流路径103的故障电流。在固态开关设备121断开之后但在时刻t3之前断开，测量设备125不但测量正在从电容器114放电的电流，而且还可以测量放电电流的电压，诸如电容器电压VC。
在时刻t3处，电流IC已经减小到零，并且电流隔离开关设备123断开而不传导电流。应当领会，保护系统120被构造为在传导故障电流时，隔离故障135而不断开开关设备121或123。在某些实施例中，保护系统120被构造为在不传导故障电流的状态下通过断开开关设备121和123两者来隔离故障135。
参考图4，图示了示例性DC配电系统400，该示例性DC配电系统400包括互连功率转换器410、420和430的DC网络440。功率转换器410包括开关装置411和DC链路电容器413。功率转换器420包括开关装置421和DC链路电容器423。功率转换器430包括开关装置431和DC链路电容器433。系统400还包括分别耦合到功率转换器410、420和430的保护系统415、425和435。DC网络440包括用于DC网络440的配电线中的每个配电线的线电感441。DC网络440还包括多个保护开关443。
系统400还包括中央控制系统450，该中央控制系统450被构造为与保护系统415、425和435以及多个保护开关443通信。响应于确定DC网络440中正在发生故障401，保护系统415、425和435中的每个保护系统执行示例性保护过程，诸如图2中的过程200。
作为用于确定故障位置的操作的一部分，保护系统415、425和435可以将基于测量的信息传输到中央控制系统450，信息包括测量本身或使用测量确定的故障方向。中央控制系统450可以使用所接收的信息确定故障401的位置。例如，中央控制系统450可以使用由保护系统确定的故障方向来确定故障的位置。
响应于确定故障401的位置，中央控制系统450向距离故障401最近的开关装置(在这种情况下，多个保护开关443)传输断开命令。距离故障401的位置最近的保护装置443执行示例性保护操作，诸如图2中的过程200中的操作209。在某些实施例中，一旦故障电流幅度减小到标称电流水平，多个保护开关443就断开。一旦断开多个保护开关443，故障401就被移除，并且包括功率转换器410、420和430在内的系统400的剩余健康部分可以通过为DC链路电容器413、423和433再充电并且重新连接到DC网络440来恢复正常操作。
参考图5A，电路图图示了示例性开关装置500，该示例性开关装置500被构造为转换在三相网络与DC网络之间传输的功率。开关装置500包括三个支路，这三个支路包括支路510在内。每个支路包括半导体器件，诸如支路510的半导体器件511。每个半导体器件与RC缓冲电路(snubber circuit)(诸如与半导体器件511并联耦合的RC缓冲电路513)并联耦合。解耦电容器与每个支路并联耦合，诸如解耦电容器515与支路510并联耦合。多个RC缓冲电路和解耦电容器被构造为保护开关装置500免受由于断开耦合到开关装置500的示例性保护系统的固态开关设备而引起的过压条件影响。
参考图5B，电路图图示了示例性开关装置520，该示例性开关装置520被构造为转换在三相网络与DC网络之间传输的功率。开关装置520包括三个支路，这三个支路包括支路530在内。每个支路包括诸如支路530的半导体器件531之类的半导体器件。每个半导体器件与诸如与半导体器件531并联耦合的RC缓冲电路533之类的RC缓冲电路并联耦合。另一RC缓冲电路包括:串联耦合的电容器525和电阻器523，其耦合在DC总线521两端；以及二极管527，其与电阻器523并联耦合。RC缓冲电路被构造为保护开关装置500免受由于断开耦合到开关装置500的示例性保护系统的固态开关设备而引起的过压条件的影响。
现在，将提供对多个示例性实施例的其他书面描述。一个实施例是一种保护系统，包括：固态开关设备，该固态开关设备耦合在功率转换器的开关装置与功率转换器的直流(DC)链路电容器之间，该开关装置被构造为转换在DC网络与第二网络之间传输的功率；电流隔离开关设备，该电流隔离开关设备耦合在DC链路电容器与DC网络之间；以及控制器，该控制器被构造为确定DC网络内正在发生故障，响应于确定故障正在发生而断开固态开关设备，在固态开关设备断开时接收与流过电流隔离开关设备的故障电流的电气特性相对应的测量，以及基于所接收的测量来确定故障的位置。
在前述保护系统的某些形式中，控制器被构造为在故障电流在包括DC链路电容器但不包括固态开关设备的电流路径中传导时，断开固态开关设备。在某些形式中，控制器被构造为响应于故障电流的幅度减小到零，断开电流隔离开关设备。在某些形式中，控制器被构造为响应于确定故障已经从DC网络中移除而闭合固态开关设备，并且响应于确定开关装置已经为DC链路电容器充电而闭合电流隔离开关设备。在某些形式中，控制器被构造为在固态开关设备不传导故障电流的状态下，响应于确定故障正在发生、而断开固态开关设备。在某些形式中，故障电流是从DC链路电容器流向故障的放电电流。在某些形式中，控制器被构造为响应于确定开关装置内正在发生第二故障而断开固态开关设备。在某些形式中，确定故障位置包括：将基于所接收的测量的信息传输到中央控制系统，并且其中中央控制系统基于从包括保护系统的多个保护系统接收的信息的聚合来确定故障位置。
另一示例性实施例是一种用于保护直流(DC)配电系统的方法，包括：操作功率转换器，该功率转换器包括开关装置和DC链路电容器；操作保护系统，该保护系统包括耦合在功率转换器的开关装置和DC链路电容器之间的固态开关设备以及耦合在DC链路电容器与DC网络之间的电流隔离开关设备，该开关装置被构造为转换在DC网络与第二网络之间传输的功率；确定故障正在发生；响应于确定故障正在发生，断开固态开关设备；在固态开关设备断开的状态下，接收与流经电流隔离开关设备的故障电流的电气特性相对应的测量；以及基于所接收的测量来确定故障的位置。
在前述方法的某些形式中，该方法包括：响应于故障电流的幅度减小到零，断开电流隔离开关设备。在某些形式中，该方法包括：响应于确定故障已经从DC网络中移除，闭合固态开关设备；使用开关装置为DC链路电容器充电；以及响应于确定DC链路电容器被充电，闭合电流隔离开关设备。在某些形式中，当固态开关设备不传导故障电流的状态下，断开固态开关设备发生。在某些形式中，故障电流是从DC链路电容器流向故障的放电电流。在某些形式中，该方法包括：响应于确定开关装置内正在发生第二故障而断开固态开关设备。在某些形式中，确定故障位置包括：将基于所接收的测量的信息传输到中央控制系统；以及基于从包括保护系统的多个保护系统接收的信息的聚合来确定故障位置。在某些形式中，当故障电流在包括DC链路电容器但不包括固态开关设备的电流路径中传导时，断开固态开关设备发生。
另一示例性实施例是一种直流(DC)配电系统，包括功率转换器，该功率转换器包括开关装置和DC链路电容器，该开关装置被构造为转换在DC网络与第二网络之间传输的功率；以及保护系统，该保护系统包括耦合在开关装置与DC链路电容器之间的固态开关设备、耦合在DC链路电容器与DC网络之间的电流隔离开关设备、以及控制器，该控制器被构造为确定DC网络内正在发生故障，响应于确定故障正在发生而断开固态开关设备，在固态开关设备断开的状态下，接收与流过电流隔离开关设备的故障电流的电气特性相对应的测量，以及基于所接收的测量来确定故障的位置。
在前述DC配电系统的某些形式中，该系统包括中央控制系统，该中央控制系统被构造为接收基于从保护系统接收的测量的信息，基于从包括保护系统的多个保护系统接收的信息的聚合来确定故障位置，以及将断开命令传输到距离故障位置最近的DC配电系统的多个开关设备。在某些形式中，控制器被构造为断开固态开关设备，而故障电流包括电流路径，该电流路径包括DC链路电容器而不包括固态开关设备，并且其中控制器被构造为响应于故障电流的幅度减小到零，断开电流隔离开关设备。在某些形式中，控制器被构造为：在固态开关设备不传导故障电流的状态下，响应于确定故障正在发生，而断开固态开关设备，并且其中故障电流是从DC链路电容器流向故障的放电电流。
应当设想，除非明确相反陈述，否则来自各个实施例的各个方面、特征、过程和操作可以用于其他实施例中的任一实施例。所图示的某些操作可以由包括处理设备的计算机实现，该处理设备在非暂态计算机可读存储介质上执行计算机程序产品，其中该计算机程序产品包括使得处理设备执行操作中的一个或多个操作或向其他设备发出命令以执行一个或多个操作的指令。
虽然在附图和前述描述中已经对本公开进行了详细说明和描述，但其在性质上应当被认为是说明性的而非限制性的。应当理解，仅仅已经示出和描述了某些示例性实施例，并且希望保护落入本公开的精神内的所有改变和修改。应当理解，虽然使用在以上描述中利用的诸如“可优选的”、“优选地”、“优选的”或“更优选的”之类的单词指示如此描述的特征可能更可取，但它可能并非必需，并且缺乏相同内容的实施例可以被设想为在本公开的范围内，该范围由所附权利要求限定。在阅读权利要求时，意图是除非在权利要求中特别相反陈述，否则当使用诸如“一”、“一个”、“至少一个”或“至少一个部分”之类的单词时，不旨在将权利要求限制为仅一项。术语“的”可以暗示与另一项目的关联或连接、以及属于另一项或与另一项的关联，如使用它的上下文所告知的。除非另有明确相反指示，否则术语“耦合到”、“与……耦合”等包括间接连接和耦合，并且还包括但不要求直接耦合或连接。除非另有明确相反陈述，否则当使用语言“至少一个部分”和/或“一部分”时，该项可以包括一部分和/或整个项。

Claims (20)

1.一种保护系统，包括：
固态开关设备，耦合在功率转换器的开关装置与所述功率转换器的直流(DC)链路电容器之间，所述开关装置被构造为转换在DC网络与第二网络之间传输的功率；
电流隔离开关设备，耦合在所述DC链路电容器与所述DC网络之间；以及
控制器，被构造为：确定所述DC网络内正在发生故障；响应于确定所述故障正在发生，断开所述固态开关设备；在所述固态开关设备断开的状态下，接收与流过所述电流隔离开关设备的故障电流的电气特性相对应的测量；以及基于所接收的测量来确定所述故障的位置。
2.根据权利要求1所述的保护系统，其中所述控制器被构造为在所述故障电流在包括所述DC链路电容器但不包括所述固态开关设备的电流路径中传导的状态下，断开所述固态开关设备。
3.根据权利要求2所述的保护系统，其中所述控制器被构造为响应于所述故障电流的幅度减小到零，断开所述电流隔离开关设备。
4.根据权利要求3所述的保护系统，其中所述控制器被构造为：响应于确定所述故障已经从所述DC网络中移除，闭合所述固态开关设备；以及响应于确定所述开关装置已经为所述DC链路电容器充电，而闭合所述电流隔离开关设备。
5.根据权利要求1所述的保护系统，其中所述控制器被构造为：在所述固态开关设备不传导所述故障电流的状态下，响应于确定故障正在发生，而断开所述固态开关设备。
6.根据权利要求1所述的保护系统，其中所述故障电流是从所述DC链路电容器流向所述故障的放电电流。
7.根据权利要求1所述的保护系统，其中所述控制器被构造为：响应于确定在所述开关装置内发生第二故障，断开所述固态开关设备。
8.根据权利要求1所述的保护系统，其中确定所述故障位置包括：将基于所接收的测量的信息传输到中央控制系统，并且其中所述中央控制系统基于从包括所述保护系统的多个保护系统接收的信息的聚合来确定所述故障位置。
9.一种用于保护直流(DC)配电系统的方法，包括：
操作功率转换器，所述功率转换器包括开关装置和DC链路电容器；
操作保护系统，所述保护系统包括固态开关设备和电流隔离开关设备，所述固态开关设备耦合在所述功率转换器的所述开关装置和所述DC链路电容器之间，所述电流隔离开关设备耦合在所述DC链路电容器与DC网络之间，所述开关装置被构造为转换在所述DC网络与第二网络之间传输的功率；
确定故障正在发生；
响应于确定所述故障正在发生，断开所述固态开关设备；
在所述固态开关设备断开的状态下，接收与流过所述电流隔离开关设备的故障电流的电气特性相对应的测量；以及
基于所接收的测量来确定所述故障的位置。
10.根据权利要求9所述的方法，包括：响应于所述故障电流的幅度减小到零，断开所述电流隔离开关设备。
11.根据权利要求10所述的方法，包括：
响应于确定所述故障已从所述DC网络中移除，闭合所述固态开关设备；
使用所述开关装置为所述DC链路电容器充电；以及
响应于确定所述DC链路电容器被充电，闭合所述电流隔离开关设备。
12.根据权利要求9所述的方法，其中在所述固态开关设备不传导所述故障电流的状态下，断开所述固态开关设备发生。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述故障电流是从所述DC链路电容器流向所述故障的放电电流。
14.根据权利要求9所述的方法，包括：响应于确定所述开关装置内正在发生第二故障，断开所述固态开关设备。
15.根据权利要求9所述的方法，其中确定所述故障位置包括：将基于所接收的测量的信息传输到中央控制系统；以及基于从包括所述保护系统的多个保护系统接收的信息的聚合来确定所述故障位置。
16.根据权利要求9所述的方法，其中在所述故障电流在包括所述DC链路电容器但不包括所述固态开关设备的电流路径中传导的状态下，断开所述固态开关设备发生。
17.一种直流(DC)配电系统，包括：
功率转换器，包括开关装置和DC链路电容器，所述开关装置被构造为转换在DC网络与第二网络之间传输的功率；以及
保护系统，包括：
固态开关设备，耦合在所述开关装置与所述DC链路电容器之间；
电流隔离开关设备，耦合在所述DC链路电容器与所述DC网络之间；以及
控制器，被构造为：确定所述DC网络内正在发生故障；响应于确定所述故障正在发生，断开所述固态开关设备；在所述固态开关设备断开的状态下，接收与流过所述电流隔离开关设备的故障电流的电气特性相对应的测量；以及基于所接收的测量来确定所述故障的位置。
18.根据权利要求17所述的DC配电系统，包括：中央控制系统，被构造为接收基于从所述保护系统接收的测量的信息、基于从包括所述保护系统的多个保护系统接收的信息的聚合来确定所述故障位置、并且向距离所述故障位置最近的、所述DC配电系统的多个开关设备传输断开命令。
19.根据权利要求17所述的DC配电系统，其中所述控制器被构造为：在所述故障电流包括电流路径的状态下，断开所述固态开关设备，所述电流路径包括所述DC链路电容器而不包括所述固态开关设备，并且其中所述控制器被构造为响应于所述故障电流的幅度减小到零，断开所述电流隔离开关设备。
20.根据权利要求17所述的DC配电系统，其中所述控制器被构造为：在所述固态开关设备不传导所述故障电流的状态下，响应于确定所述故障正在发生，断开所述固态开关设备，并且其中所述故障电流是从所述DC链路电容器流向所述故障的放电电流。
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