KR102490363B1 - 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템 및 제어 보호 방법 - Google Patents

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Abstract

본 출원에서는 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템 및 제어 보호 방법을 제공한다. 상기 직류 그리드 시스템에는, 적어도 두 개의 직류 버스; 일단이 제1 직류 버스와 연결되고, 타단이 제2 직류 버스 또는 인출선과 연결되며, 직류 전압 변환을 구현할 수 있는 적어도 하나의 직류 변압기; 및 일단이 상기 제2 직류 버스와 연결되고, 타단이 인출선과 연결되며, 제1 전류 제한 유닛이 포함되고, 상기 제1 전류 제한 유닛에는 한 그룹의 직류 스위치 및 병렬 연결되는 제1 바이패스 스위치, 제1 전류 제한 저항 유닛이 포함되는 적어도 하나의 인출선 전류 제한기가 포함된다. 본 출원은 전류 제한 저항 유닛의 투입을 통하여, 고정 전류 변화율을 낮추어, 직류 그리드 중의 장치를 보호하는데 유리하고, 직류 변압기가 블럭킹되지 않을 수 있어, 고장이 제거된 후 시스템이 빠르게 회복되는데 유리하다.

Description

다중 전압 등급 직류 그리드 시스템 및 제어 보호 방법
본 출원은 전력 전자 컨버터 분야에 속하는 바, 특히 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템 및 제어 보호 방법에 관한 것이다.
최근 몇 년간 직류 그리드 기술 응용 범위는 날로 넓어지고 있고, 직류 그리드는 대량의 전력 전자 컨버터를 도입하였기 때문에, 그 작동 방식이 더욱 유연하고 또한 더욱 복잡하다. 어떻게 효과적으로 직류 그리드 작동의 신뢰성을 확보할 것인가 하는 것은 직류 그리드 발전을 제한하는 병목으로 되었다.
발명자는 직류 시스템의 라인 임피던스가 비교적 작기 때문에, 단락 고장이 발생하기만 하면, 일 방면으로, 단락 전류 상승 속도가 아주 빠르고, 전력 전자 컨버터는 전력 반도체로 구성되고, 전력 반도체 장치의 과전류 능력이 제한적이기 때문에, 단락 전류가 컨버터 손상 또는 블럭킹을 초래하는 것을 발견하였다. 다른 일 방면으로, 인출선 단락이 초래하는 단락 전류는 직류 버스 전압을 낮추고, 직류 버스 전압이 낮아지는 것은 동일한 버스 상에 연결되는 모든 장치 및 부하에 영향을 미치는 것을 발견하였다. 그러므로, 조치를 대어 단락 전류를 제한하고, 또한 고장 기간에 직류 버스 전압을 안정화시켜, 고장의 영향을 최소화시킬 필요가 있다.
본 출원의 목적은 상기 방안의 결함을 극복하고, 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템 및 제어 보호 방법을 제공하여, 전류 제한 저항 유닛의 투입을 통하여, 전류 변화율을 낮추고, 또한 저항 저항값 매칭을 통하여 직류 버스 전압을 안정화하고, 빠르게 고장을 제거하며, 직류 그리드의 신뢰성을 크게 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 실시예에서는 다중 전압 직류 그리드 시스템을 제공하는 바, 적어도 두 개의 직류 버스; 일단이 제1 직류 버스와 연결되고, 타단이 제2 직류 버스 또는 인출선과 연결되며, 직류 전압 변환을 구현할 수 있는 적어도 하나의 직류 변압기; 및 일단이 상기 제2 직류 버스와 연결되고, 타단이 인출선과 연결되며, 제1 전류 제한 유닛이 포함되고, 상기 제1 전류 제한 유닛에는 한 그룹의 직류 스위치 및 병렬 연결되는 제1 바이패스 스위치, 제1 전류 제한 저항 유닛이 포함되는 적어도 하나의 인출선 전류 제한기가 포함되는 것을 특징으로 한다.
진일보로, 상기 직류 변압기에는 직류 전압 변환을 구현할 수 있는 직류 변환 유닛이 포함된다.
진일보로, 상기 직류 변압기에는 또한, 병렬 연결되는 제2 바이패스 스위치, 제2 전류 제한 저항 유닛이 포함되는 제2 전류 제한 유닛; 병렬 연결되는 제3 바이패스 스위치, 제3 전류 제한 저항 유닛이 포함되는 제3 전류 제한 유닛이 포함되며; 상기 제2 전류 제한 유닛과 상기 제3 전류 제한 유닛이 각각 상기 직류 변환 유닛의 양단에 직렬 연결된다.
진일보로, 상기 전류 제한 저항 유닛에는 다수의 분기회로가 포함되고, 각 상기 분기회로에는 직렬 연결되는 선택 스위치와 저항이 포함되며, 상기 전류 제한 저항 유닛의 저항값은 상기 선택 스위치의 온오프를 제어하는 것을 통하여 제어할 수 있다.
한가지 선택가능한 방안으로서, 상기 바이패스 스위치에는 역병렬 연결 다이오드를 포함하는 역직렬 연결되는 두 개의 전력 반도체 스위치 장치가 포함된다.
한가지 선태가능한 방안으로서, 상기 바이패스 스위치에는 퀵 기계식 접촉기가 포함된다.
진일보로, 상기 인출선 전류 제한기 중 상기 제1 전류 제한 저항 유닛은 본 회로 인출선 측에 단락 고장이 발생할 때 투입되어, 본 회로 고장 전류가 설정값 부근으로 낮아지도록 한다.
진일보로, 상기 인출선 전류 제한기 중 상기 제1 전류 제한 저항 유닛은 기타 회로 인출선 측에 단락 고장이 발생할 때 투입되지 않는다.
진일보로, 상기 직류 변압기 중 상기 제2 전류 제한 저항 유닛 또는 제3 전류 제한 저항 유닛은 연결되는 버스에 단락 고장이 발생할 때 투입되어, 상기 직류 변압기에 과전류가 발생하지 않도록 한다.
진일보로, 상기 직류 변압기 중 상기 제2 전류 제한 저항 유닛, 상기 제3 전류 제한 저항 유닛은 회로 인출선 측에 단락 고장이 발생할 때 투입되지 않는다.
본 출원의 실시예에서는 상기 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템의 제어 보호 방법을 제공하는 바, 직류 그리드 중의 어느 한 인출선에 단락 고장이 발생할 때, 상기 방법에는, 고장 전류값이 전류 제한 동작 역치를 초과한 것을 탐지할 때, 고장 인출선에 대응되는 상기 인출선 전류 제한기의 바이패스 스위치가 오프되어, 상기 제1 전류 제한 저항 유닛이 투입되어 고장 전류가 설정값에 제한 및 유지되도록 하는 단계; 상기 인출선에 대응되는 과전류 보호 동작 단계; 상기 인출선 전류 제한기의 직류 스위치를 오프시켜, 고장점을 제거하는 단계가 포함된다.
한가지 선택가능한 방안으로서, 상기 인출선에 대응되는 과전류 보호 동작 단계 전, 상기 방법에는 또한, 상기 고장 인출선과 연결되는 직류 버스의 전압을 탐지하는 단계; 상기 전압이 정상 범위일 때, 상기 직류 버스와 연결된 상기 직류 변압기 제어 정책이 불변되도록 유지하는 단계; 전압이 일정한 범위를 초과할 때, 상기 직류 버스와 연결된 상기 직류 변압기가 직류 전압에 대하여 폐루프 조정을 진행하는 단계가 포함된다.
진일보로, 상기 제1 전류 제한 저항 유닛이 투입되어 고장 전류가 설정값에 제한 및 유지되도록 하는 단계에서, 고장 전의 전류값과 설정된 과전류 보호 고정값에 의하여 종합적으로 상기 제1 전류 제한 저항 유닛을 투입하는 등가 저항값을 계산하고, 상기 제1 전류 제한 저항 유닛의 선택 스위치 온오프 제어를 통하여, 실제로 투입되는 저항값과 상기 등가 저항값이 근접되도록 할 수 있다.
본 출원의 실시예에서는 또한 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템의 제어 보호 방법을 제공하는 바, 직류 그리드 중의 어느 한 버스에 고장이 발생할 때, 상기 방법에는, 고정 버스와 연결된 직류 변압기가 고장 전류값이 전류 제한 동작 역치를 초과한 것을 탐지할 때, 상기 고장 버스와 연결된 상기 직류 변압기의 제2 바이패스 스위치 또는/및 제3 바이패스 스위치가 오프되어, 제2 전류 제한 저항 유닛 또는/및 제3 전류 제한 저항 유닛이 투입되도록 하는 단계; 상기 직류 변압기의 제어 정책이 전류 제한 모드로 전환되는 바, 즉 고장 전의 전류를 유지하는 단계; 만일 고장이 소실된 것을 탐지하면, 직류 버스 전압이 정상 범위를 회복하고, 상기 직류 변압기가 정상 제어 모드로 전환되는 단계; 만일 일정 시간 유지한 후 고장이 여전히 존재하면, 영구 고장으로 판단하고, 상기 직류 변압기 중의 직류 변환 유닛의 전력 반도체 장치가 블럭킹되고, 또한 고장을 업로드하는 단계가 포함된다.
본 출원의 실시예에서 제공하는 기술방안은, 전류 제한 저항 유닛의 투입을 통하여, 고정 전류 변화율을 낮추어, 직류 그리드 중의 장치를 보호하는데 유리하고, 직류 변압기가 블럭킹되지 않을 수 있어, 고장이 제거된 후 시스템이 빠르게 회복되는데 유리하다.
본 출원의 실시예 중의 기술방안에 대하여 더욱 명확한 설명을 진행하기 위하여, 아래 실시예의 설명에 사용될 도면에 대하여 간략한 설명을 진행하는 바, 하기 설명 중의 도면은 단지 본 출원의 일부 실시예에 불과하며, 당업계의 기술자로 말하면 창조성적인 노력이 필요없이 이러한 도면에 의하여 기타 도면을 취득할 수 있다.
도1은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템 구성 도면.
도2는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 직류 변압기 구성 도면.
도3은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 인출선 전류 제한기 구성 도면.
도4는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 전류 제한 저항 유닛 구성 도면.
도5는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 직류 변환 유닛 구성 도면.
도6은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 바이패스 스위치 구성 도면.
도7은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 직류 그리드 중 고장점 분포 상황 도면.
도8은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 직류 인출선 고장 상황 하의 등가 회로도.
도9는 본 출원의 다른 일 실시예에서 제공하는 일 직류 버스 고장 상황 하의 등가 회로도.
본 출원의 실시예의 목적, 기술방안 및 장점을 더욱 잘 이해하도록 하기 위하여, 아래 도면과 실시예를 참조하여 본 출원의 기술방안의 구체적인 실시 방식에 대하여 더욱 상세하고 명확한 설명을 진행하도록 한다. 하지만, 아래 기술된 구체적인 실시 방식과 실시예는 단지 설명을 위한 목적일 뿐, 본 출원을 제한하는 것이 아니다. 여기에는 단지 본 출원의 일부 실시예만 포함되고, 모든 실시예가 포함된 것이 아니며, 당업계의 기술자들이 본 출원에 대한 여러 가지 변화가 취득한 기타 실시예는 모두 본 출원의 보호 범위에 속한다.
도1은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템 구성 도면으로서, 두 개의 직류 버스, 두 개의 직류 버스, 두 개의 인출선 전류 제한기 및 세 개의 인출선이 포함된다.
직류 변압기(1) 일단이 제1 직류 버스(1)와 연결되고, 타단이 직류 버스(2)와 연결되며, 직류 전압 변환을 구현할 수 있다. 직류 변압기(2) 일단이 제2 직류 버스(2)와 연결되고, 타단이 인출선(3)과 연결되며, 직류 전압 변환을 구현할 수 있다. 인출선 전류 제한기(1) 일단이 직류 버스(2)와 연결되고, 타단이 인출선(1)과 연결된다. 인출선 전류 제한기(2) 일단이 직류 버스(2)와 연결되고, 타단이 인출선(2)과 연결된다.
도2는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 직류 변압기 구성 도면으로서, 도2에 도시된 바와 같이, 직류 변압기에는 직류 변환 유닛, 제2 전류 제한 유닛, 제3 전류 제한 유닛이 포함된다.
도5는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 직류 변환 유닛 구성 도면으로서, 도5에 도시된 바와 같이, 직류 변환 유닛은 전력 전자 변환 유닛을 통하여 직류 전압 변환을 구현할 수 있다. 직류 변환 유닛에는 두 개의 H 브리지 구성이 포함되고, DC-AC, AC-DC를 통하여 직류 변환 기능을 구현한다.
제2 전류 제한 유닛에는 병렬 연결되는 제2 바이패스 스위치, 제2 전류 제한 저항 유닛이 포함된다. 제3 전류 제한 유닛에는 병렬 연결되는 제3 바이패스 스위치, 제3 전류 제한 저항 유닛이 포함된다. 제2 전류 제한 유닛과 제3 전류 제한 유닛이 각각 직류 변환 유닛의 양단에 직렬 연결된다.
제2 전류 제한 저항 유닛과 제3 전류 제한 저항 유닛에는 모두 다수의 분기회로가 포함되고, 각 분기회로에는 직렬 연결되는 선택 스위치와 저항이 포함되며, 전류 제한 저항 유닛의 저항값은 선택 스위치의 온오프를 제어하는 것을 통하여 제어할 수 있다.
그 중에서, 직류 변압기 중 제2 전류 제한 저항 유닛, 제3 전류 제한 저항 유닛은 이가 연결되는 버스에 단락 고장이 발생할 때 투입되고, 투입 후 직류 변압기에 과전류가 발생하지 않는다. 직류 변압기 중 제2 전류 제한 저항 유닛, 제3 전류 제한 저항 유닛은 회로 인출선 측에 단락 고장이 발생할 때 투입되지 않는다.
도3은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 인출선 전류 제한기 구성 도면이다. 도3에 도시된 바와 같이, 인출선 전류 제한기에는 제1 전류 제한 유닛이 포함되고, 제1 전류 제한 유닛에는 한 그룹의 직류 스위치 및 병렬 연결되는 제1 바이패스 스위치, 제1 전류 제한 저항 유닛이 포함되는 적어도 하나의 인출선 전류 제한기가 포함된다. 제1 전류 제한 저항 유닛에는 다수의 분기회로가 포함되고, 각 분기회로에는 직렬 연결되는 선택 스위치와 저항이 포함되며, 제1 전류 제한 저항 유닛의 저항값은 상기 선택 스위치의 온오프를 제어할 수 있다.
그 중에서, 직류 스위치는 직류 전류를 단선시킬 수 있다. 각 전류 제한 저항 유닛의 등가 저항값은 같을 수도 있고 다를 수도 있다.
인출선 전류 제한기 중의 상기 제1 전류 제한 저항 유닛은 본 회로 인출선 측에 단락 고장이 발생할 때 투입되고, 투입 후 본 회로 고장 전류가 설정값 부근으로 낮아진다. 인출선 전류 제한기 중의 제1 전류 제한 저항 유닛은 기타 회로 인출선 측에 단락 고장이 발생할 때 투입되지 않는다.
도4는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 전류 제한 저항 유닛 구성 도면으로서, 도4에 도시된 바와 같이, 본 실시예 중 전류 제한 저항 유닛에는 모두 세 개의 분기회로가 포함되고, 각 분기회로에는 선택 스위치와 저항이 포함되며, 각 저항의 저항값은 60Ω이고, K1, K2, K3이 온될 때, 등가 저항값은 20Ω이고, K1, K2, K3 중의 두 개의 스위치가 온될 때, 등가 저항값은 30Ω이며, 단지 하나의 스위치가 온될 때, 등가 저항값은 60Ω이다.
도6은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 바이패스 스위치 구성 도면으로서, 도6에 도시된 바와 같이, 바이패스 스위치에는 역병렬 연결 다이오드를 포함하는 역직렬 연결되는 두 개의 전력 반도체 스위치 장치가 포함된다.
그 중에서, 각 바이패스 스위치는 또한 퀵 기계식 접촉기로 구성될 수 있고, 이에 대하여 제한하지 않는다.
본 출원의 실시예에서는 또한 일 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템의 제어 보호 방법을 제공한다. 직류 그리드 중의 어느 한 인출선에 단락 고장이 발생할 때, 제어 보호 방법에는 하기 단계가 포함된다.
110 단계: 고장 전류값이 전류 제한 동작 역치를 초과한 것을 탐지할 때, 대응되는 인출선 전류 제한기의 바이패스 스위치가 오프되어, 제1 전류 제한 저항 유닛이 투입되어 고장 전류가 설정값에 제한 및 유지되도록 한다.
120 단계: 인출선에 대응되는 과전류 보호 동작한다.
130 단계: 대응되는 인출선 전류 제한기의 직류 스위치를 오프시켜, 고장점을 제거한다.
그 중에서, 110 단계에서, 고장 전의 전류값과 설정된 과전류 보호 고정값에 의하여 종합적으로 제1 전류 제한 저항 유닛을 투입하는 등가 저항값을 계산하고, 제1 전류 제한 저항 유닛의 선택 스위치 온오프 제어를 통하여, 실제로 투입되는 저항값과 계산값이 근접되도록 할 수 있다.
본 출원의 실시예에서는 또한 다른 일 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템의 제어 보호 방법을 제공한다. 직류 그리드 중의 어느 한 인출선에 단락 고장이 발생할 때, 제어 보호 방법에는 하기 단계가 포함된다.
110 단계: 고장 전류값이 전류 제한 동작 역치를 초과한 것을 탐지할 때, 대응되는 인출선 전류 제한기의 바이패스 스위치가 오프되어, 제1 전류 제한 저항 유닛이 투입되어 고장 전류가 설정값에 제한 및 유지되도록 한다.
111 단계: 고장 인출선과 연결되는 직류 버스 전압을 탐지한다.
112 단계: 만일 전압이 정상 범위이면, 직류 버스와 연결된 직류 변압기 제어 정책이 불변되도록 유지한다.
113 단계: 전압이 일정한 범위를 초과할 때, 직류 버스와 연결된 직류 변압기가 직류 전압에 대하여 폐루프 조정을 진행한다.
120 단계: 인출선에 대응되는 과전류 보호 동작한다.
130 단계: 대응되는 인출선 전류 제한기의 직류 스위치를 오프시켜, 고장점을 제거한다.
그 중에서, 110 단계에서, 고장 전의 전류값과 설정된 과전류 보호 고정값에 의하여 종합적으로 제1 전류 제한 저항 유닛을 투입하는 등가 저항값을 계산하고, 제1 전류 제한 저항 유닛의 선택 스위치 온오프 제어를 통하여, 실제로 투입되는 저항값과 계산값이 근접되도록 할 수 있다.
예를 들면, 도7에 도시된 바와 같이, 고장점이 D1일 때, 즉 인출선 고장일 때, 본 실시 중 전원 전압이 10.5kV이고, 시스템 임피던스가 0.5Ω이며, 제1 전류 제한 저항 유닛은 도4에 도시된 바와 같다.
만일 고장 시, 전류 제한 저항이 아직 투입되지 않았다면, 이때 고장점 근단의 제2 직류 버스 위치의 직류 전압은 0에 근접하고, 이때 전체 버스에는 모두 전압이 낮아지는 상황이 발생하여, FRT(Fault Ride Through)를 구현할 수 없다.
전류 제한 저항이 투입될 때, 도8에 도시된 바와 같이, 저항을 투입한 후, 근단 제2 직류 버스 전압은 10.5×R/(R+0.5)이고, 투입된 저항의 저항ƒ„이 30Ω일 때, 직류 전압은 10.3kV이고, 정상적인 전압에 비하여 편차가 2%로서, 고정 상황 하에서 직류 버스 전압을 안정화시키는 것을 구현하였다.
최종적으로, 인출선(1)의 전류 보호 동작으로, 대응되는 인출선 전류 제한기의 직류 스위치를 오프시켜, 고장점을 제거한다.
직류 그리드 중의 어느 한 버스에 고장이 발생할 때, 제어 보호 방법에는 하기 단계가 포함된다.
310 단계: 고정 버스와 연결된 직류 변압기가 고장 전류값이 전류 제한 동작 역치를 초과한 것을 탐지할 때, 바이패스 스위치를 오프하여, 고장 버스와 연결된 제2 전류 제한 저항 유닛 또는 제3 전류 제한 저항 유닛이 투입되도록 한다.
320 단계: 직류 변압기의 제어 정책이 전류 제한 모드로 전환되는 바, 즉 고장 전의 전류를 유지한다.
330 단계: 만일 고장이 소실된 것을 탐지하면, 직류 버스 전압이 정상 범위를 회복하고, 직류 변압기가 정상 제어 모드로 전환된다.
340 단계: 만일 일정 시간 유지한 후 고장이 여전히 존재하면, 영구 고장으로 판단하고, 직류 변압기 중의 직류 변환 유닛의 전력 반도체 장치가 블럭킹되고, 또한 고장을 업로드한다.
예를 들어 설명하면, 도7에 도시된 바와 같이, 고장점이 D2일 때, 즉 직류 버스(2)에 단락 고장이 발생하였을 때, 이때, 직류 변압기(1)와 직류 변압기(2)가 모두 과전류를 탐지하고, 직류 버스 전압(2)가 0에 근접하게 낮아진다.
직류 변압기 중에 전류 제한 저항 유닛이 없을 때, 과전류는 직류 변압기 과전류 블럭킹 트립 또는 손상을 초래한다. 본 실시예에서, 직류 변압기(1)은 신속히 제3 바이패스 스위치를 오프시켜 제3 전류 제한 저항 유닛을 투입시키고, 직류 변압기(2)는 속히 제2 바이패스 스위치를 오프시켜 제2 전류 제한 저항 유닛을 투입시키며, 이때, 전류 제한 저항과 직류 변압기 제어 정책의 조정을 통하여, 직류 변압기 출력 전류를 고장 전과 일치하게 유지할 수 있다.
도9에 도시된 바와 같이, 버스 전압이 0일 때, 투입된 저항값이 20Ω, 출력 전압이 10kV일 때, 전류를 500A로 제한할 수 있다.
고장으로 인하여 블럭킹 트립되지 않을 수 있고, 만일 D2 고장이 순간 고장일 때, 고장이 소실된 후, 시스템은 신속히 정상 작동을 회복할 수 있어, FRT(Fault Ride Through)를 구현하였다.
설명하여야 할 바로는, 이상에서는 도면을 참조하여 설명한 각 실시예는 단지 본 출원을 설명하기 위한 것일 뿐 본 출원의 범위를 제한하는 것이 아니며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 고안의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 이는 모두 본 출원의 범위에 속한다. 그리고, 문맥 상 별도로 명기한 것을 제외하고, 단수 형식으로 표현된 단어는 복수 형식을 포함하고, 거꾸로도 마찬가지이다. 그리고, 특별하게 설명한 외, 임의의 실시예의 전부 또는 일부는 임의의 기타 실시예의 전부 또는 일부와 결합되어 사용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템에 있어서, 상기 직류 그리드 시스템에는,
    적어도 두 개의 직류 버스;
    일단이 제1 직류 버스와 연결되고, 타단이 제2 직류 버스 또는 인출선과 연결되며, 직류 전압 변환을 구현할 수 있는 적어도 하나의 직류 변압기; 및
    일단이 상기 제2 직류 버스와 연결되고, 타단이 인출선과 연결되며, 제1 전류 제한 유닛이 포함되고, 상기 제1 전류 제한 유닛에는 한 그룹의 직류 스위치 및 병렬 연결되는 제1 바이패스 스위치, 제1 전류 제한 저항 유닛이 포함되는 적어도 하나의 인출선 전류 제한기가 포함되며;
    상기 인출선 전류 제한기 중 상기 제1 전류 제한 저항 유닛은 본 회로 인출선 측에 단락 고장이 발생할 때 투입되어, 본 회로 고장 전류가 설정값 부근으로 낮아지도록 하며;
    상기 인출선 전류 제한기 중 상기 제1 전류 제한 저항 유닛은 기타 회로 인출선 측에 단락 고장이 발생할 때 투입되지 않고;
    상기 직류 변압기에는 직류 전압 변환을 구현할 수 있는 직류 변환 유닛이 포함되며;
    상기 직류 변압기에는 또한,
    병렬 연결되는 제2 바이패스 스위치, 제2 전류 제한 저항 유닛이 포함되는 제2 전류 제한 유닛;
    병렬 연결되는 제3 바이패스 스위치, 제3 전류 제한 저항 유닛이 포함되는 제3 전류 제한 유닛이 포함되며;
    상기 제2 전류 제한 유닛과 상기 제3 전류 제한 유닛이 각각 상기 직류 변환 유닛의 양단에 직렬 연결되며;
    상기 직류 변압기 중 상기 제2 전류 제한 저항 유닛 또는 제3 전류 제한 저항 유닛은 연결되는 버스에 단락 고장이 발생할 때 투입되어, 상기 직류 변압기에 과전류가 발생하지 않도록 하며;
    상기 직류 변압기 중 상기 제2 전류 제한 저항 유닛, 상기 제3 전류 제한 저항 유닛은 회로 인출선 측에 단락 고장이 발생할 때 투입되지 않는 것을 특징으로 하는, 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템.
  2. 제1항 있어서, 상기 전류 제한 저항 유닛에는 다수의 분기회로가 포함되고, 각 상기 분기회로에는 직렬 연결되는 선택 스위치와 저항이 포함되며, 상기 전류 제한 저항 유닛의 저항값은 상기 선택 스위치의 온오프를 제어하는 것을 통하여 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 바이패스 스위치에는 역병렬 연결 다이오드를 포함하는 역직렬 연결되는 두 개의 전력 반도체 스위치 장치가 포함되는 것을 특징으로 하는 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 바이패스 스위치에는 퀵 기계식 접촉기가 포함되는 것을 특징으로 하는 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항의 어느 한 항의 상기 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템의 제어 보호 방법에 있어서, 직류 그리드 중의 어느 한 인출선에 단락 고장이 발생할 때, 상기 방법에는,
    고장 전류값이 전류 제한 동작 역치를 초과한 것을 탐지할 때, 고장 인출선에 대응되는 상기 인출선 전류 제한기의 바이패스 스위치가 오프되어, 상기 제1 전류 제한 저항 유닛이 투입되어 고장 전류가 설정값에 제한 및 유지되도록 하는 단계;
    상기 인출선에 대응되는 과전류 보호 동작 단계;
    상기 인출선 전류 제한기의 직류 스위치를 오프시켜, 고장점을 제거하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템의 제어 보호 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 인출선에 대응되는 과전류 보호 동작 단계 전, 상기 방법에는 또한,
    상기 고장 인출선과 연결되는 직류 버스의 전압을 탐지하는 단계;
    상기 전압이 정상 범위일 때, 상기 직류 버스와 연결된 상기 직류 변압기 제어 정책이 불변되도록 유지하는 단계;
    전압이 일정한 범위를 초과할 때, 상기 직류 버스와 연결된 상기 직류 변압기가 직류 전압에 대하여 폐루프 조정을 진행하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템의 제어 보호 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 전류 제한 저항 유닛이 투입되어 고장 전류가 설정값에 제한 및 유지되도록 하는 단계에서, 고장 전의 전류값과 설정된 과전류 보호 고정값에 의하여 종합적으로 상기 제1 전류 제한 저항 유닛을 투입하는 등가 저항값을 계산하고, 상기 제1 전류 제한 저항 유닛의 선택 스위치 온오프 제어를 통하여, 실제로 투입되는 저항값과 상기 등가 저항값이 근접되도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템의 제어 보호 방법.
  8. 제1항 내지 제4항의 어느 한 항의 상기 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템의 제어 보호 방법에 있어서, 직류 그리드 중의 어느 한 버스에 고장이 발생할 때, 상기 방법에는,
    고정 버스와 연결된 직류 변압기가 고장 전류값이 전류 제한 동작 역치를 초과한 것을 탐지할 때, 상기 고장 버스와 연결된 상기 직류 변압기의 제2 바이패스 스위치 또는/및 제3 바이패스 스위치가 오프되어, 제2 전류 제한 저항 유닛 또는/및 제3 전류 제한 저항 유닛이 투입되도록 하는 단계;
    상기 직류 변압기의 제어 정책이 전류 제한 모드로 전환되는 바, 즉 고장 전의 전류를 유지하는 단계;
    만일 고장이 소실된 것을 탐지하면, 직류 버스 전압이 정상 범위를 회복하고, 상기 직류 변압기가 정상 제어 모드로 전환되는 단계;
    만일 일정 시간 유지한 후 고장이 여전히 존재하면, 영구 고장으로 판단하고, 상기 직류 변압기 중의 직류 변환 유닛의 전력 반도체 장치가 블럭킹되고, 또한 고장을 업로드하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 다중 전압 등급 직류 그리드 시스템의 제어 보호 방법.
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