[發明專利]一種柔直換流閥金具表面電場的求解方法與系統

在審

• 申請號: 202210562506.6
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN114996998A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 劉黎;俞恩科;位一鳴;王異凡;張引賢;鄭榮亮;王有元
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司舟山供電公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F113/04
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 趙卿

1.一種柔直換流閥金具表面電場的求解方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，建立高壓柔直系統的仿真模型，其中，高壓柔直系統的仿真模型的交流側有三相，每相包括上下兩個橋臂，橋臂包含多個柔直換流閥，柔直換流閥包含多個子模塊；

步驟S2，利用電壓互感器測量柔直換流閥的所有子模塊的電壓，并用示波器與電壓互感器連接，以獲得電壓數據；

步驟S3，基于示波器，從電壓數據的一個周期中均勻間隔選取多個時刻的電壓值；

步驟S4，建立柔直換流閥的有限元仿真模型，并將多個時刻的電壓值輸入到有限元仿真模型中；

步驟S5，基于有限元仿真模型，計算得到柔直換流閥的金具表面電場。

2.根據權利要求1所述的一種柔直換流閥金具表面電場的求解方法，其特征在于，步驟S1具體包括：利用PSCAD或Simulink軟件，建立高壓柔直系統的仿真模型，確定參數并設置仿真時長，參數包括：橋臂電抗器、交流系統標稱電壓、子模塊總數、子模塊形式、直流電容、額定頻率、直流側額定電壓、系統額定功率。

3.根據權利要求1所述的一種柔直換流閥金具表面電場的求解方法，其特征在于，步驟S2具體包括：

一個橋臂包含M個柔直換流閥，共M*N個子模塊，則每N個子模塊集成在一個柔直換流閥中，將柔直換流閥中的N個子模塊視為一個整體，在進線端和出線端各并聯一個電壓互感器，測量該位置對地電壓，并用示波器與電壓互感器連接。

4.根據權利要求1所述的一種柔直換流閥金具表面電場的求解方法，其特征在于，一個橋臂的子模塊的數量＝一個橋臂的柔直換流閥的數量×一個柔直換流閥中的子模塊的數量。

5.根據權利要求1所述的一種柔直換流閥金具表面電場的求解方法，其特征在于，電壓值的數量為10～20個。

6.根據權利要求1所述的一種柔直換流閥金具表面電場的求解方法，其特征在于，步驟S4具體包括：

步驟S41，建立柔直換流閥的三維幾何模型；

步驟S42，將三維幾何模型導入到有限元分析軟件中；

步驟S43，設置求解域，并將柔直換流閥的三維幾何模型置于長方體求解域的幾何中心，其中，求解域為柔直換流閥長寬高4-8倍的長方體；

步驟S44，設置材料屬性；

步驟S45，對柔直換流閥的三維幾何模型和求解域進行網格劃分；

步驟S46，設置有限元仿真模型的求解器和求解方式，其中，求解器為穩態，求解方式為靜電場；

步驟S47，邊界條件設置，包括：溫度設置。

7.根據權利要求1所述的一種柔直換流閥金具表面電場的求解方法，其特征在于，步驟S5具體包括：

有限元靜電場的求解控制方程為：

ρ為自由電荷密度，ε₀為真空介電常數，為邊界電勢；

E為金具表面電場。

8.一種柔直換流閥金具表面電場的系統，其特征在于，包括：電路仿真模塊、邏輯計算模塊與有限元仿真模塊；

電路仿真模塊用于建立高壓柔直系統的仿真模型，并獲得電壓數據；

邏輯計算模塊用于均勻間隔選取多個時刻的電壓值，以及計算得到柔直換流閥的金具表面電場；

有限元仿真模塊用于建立柔直換流閥的有限元仿真模型。