特高压直流换流阀二端口电路制造技术

本发明专利技术属于电力系统电磁暂态分析技术领域，尤其涉及一种特高压直流换流阀二端口电路。为了提高特高压直流换流高压端阀层过电压仿真分析的效率并保证精确度，本发明专利技术提出一种特高压直流换流阀二端口电路，包括阀层电路和端口寄生电容，在冲击电压的主频段范围内对关键元器件参数的阻抗特性进行分析，建立单个阀层乃至多个阀层的电路；基于端子电容方法提取阀层寄生电容，并在此基础上利用迭代等效方法提取端口寄生电容。本发明专利技术建立的阀层电路极大地缩短了建模和仿真时间，提高了仿真分析的效率，对于寄生电容参数的提取也大大缩短了提取的时间和计算复杂度。

【技术实现步骤摘要】
特高压直流换流阀二端口电路
本专利技术属于电力系统电磁暂态分析
，尤其涉及一种特高压直流换流阀二端口电路。
技术介绍
换流阀作为直流输电系统的核心设备，在运行时受交、直流系统条件变化的影响，会遭受不同类型的过电压。当阀塔受到过电压时，会导致电压分布不均。这对部分承受较高电压的零件提出了更高的耐压水平要求，从而不利于零部件的标准化。随着特高压直流系统的电压等级和传输容量的提升，换流阀塔的体积不断增大，拓扑结构越复杂。由于阀塔的部件之间的电压不均匀的累积效应，层间电压分布变得更加不均匀。根据国家标准，在换流阀应用于实际工程之前，必须进行冲击电压试验以检测其电压分布特性。为了直流系统能够安全稳定运行，建立用于过电压分析特高压直流换流阀电路，尤其针对于高压端阀层的电压分布不均问题，具有重要的工程意义。现有换流阀电路的建模主要包含两部分：元件建模和寄生电容参数提取。在元件建模方面常采用黑箱模型和基于原件内部物理机制的宽频等效电路模型。在寄生电容参数提取方面，有限元法(FEM)和边界元法(BEM)是现有技术中使用的主要方法。然而现有技术中的特高压直流换流阀电路是基于单个器件进行建模，所使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特高压直流换流阀二端口电路，其特征在于，所述二端口电路由阀层电路和端口寄生电容组成，所述阀层电路包括单阀层电路和多阀层电路；所述单阀层电路由串联的饱和电抗器部分和晶闸管级部分组成，其中，饱和电抗器部分由并联的饱和电抗器的主电感Lm与饱和电抗器的铁耗等效电阻Rm组成，晶闸管级部分由并联的晶闸管级阻容回路电阻Rd与晶闸管结电容Cthy组成；分别将单阀层电路的饱和电抗器的主电感Lm、饱和电抗器的铁耗等效电阻Rm与晶闸管级阻容回路电阻Rd乘以阀层个数，将晶闸管结电容Cthy除以阀层个数，以构成多阀层电路；所述端口寄生电容包括高压端阀层寄生电容C1和非高压端阀层寄生电容C2；在所述二端口电路中，将第...

【技术特征摘要】
1.一种特高压直流换流阀二端口电路，其特征在于，所述二端口电路由阀层电路和端口寄生电容组成，所述阀层电路包括单阀层电路和多阀层电路；所述单阀层电路由串联的饱和电抗器部分和晶闸管级部分组成，其中，饱和电抗器部分由并联的饱和电抗器的主电感Lm与饱和电抗器的铁耗等效电阻Rm组成，晶闸管级部分由并联的晶闸管级阻容回路电阻Rd与晶闸管结电容Cthy组成；分别将单阀层电路的饱和电抗器的主电感Lm、饱和电抗器的铁耗等效电阻Rm与晶闸管级阻容回路电阻Rd乘以阀层个数，将晶闸管结电容Cthy除以阀层个数，以构成多阀层电路；所述端口寄生电容包括高压端阀层寄生电容C1和非高压端阀层寄生电容C2；在所述二端口电路中，将第一阀层的单阀层电路与剩余阀层构成的多阀层电路串联，并将多阀层电路的一端接地，同时将高压端阀层寄生电容C1并联到单阀层电路的两端，将非高压端阀层寄生电容C2并联到多阀层电路的两端。2.一种特高压直流换流阀二端口等效电路的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)在冲击电压的主频段范围内对关键元器件参数的阻抗特性进行分析，根据各参数所表现的对外阻抗不同对阀层电路进行简化，建立单阀层等效电路模型和多阀层等效电路模型；步骤2)根据阀塔屏蔽罩各个导体之间的电位关系，在端子等效寄生电容提取方法的基础上利用迭代等效方法提取阀层端口等效寄生电容；步骤3)将步骤1)建立的阀层等效电路模型和步骤2)提取的阀层端口等效寄生电容按照阀塔的实际电气连接状况进行连接，得到用于高压端阀层过电压分析的特高压直流换流阀二端口等效电路模型。3.根据权利要求2所述的一种特高压直流换流阀二端口等效电路的建模方法，其特征在于，所述阀层等效电路模型的建立方法为，对于单阀层等效电路模型，通过对换流阀内关键元器件及其基本电气参数所构成的电路进行阻抗频率特性分析，对饱和电抗器部分和晶闸管级部分分别进行简化，得到饱和电抗器简化等效电路模型和晶闸管级简化等效电路模型，将两者串联后即可获得单阀层等效电路模型；对于多阀层等效电路模型，将单阀层等效电路模型中的电阻值、电感值分别乘以阀层个数，将电容值除以阀层个数，即可得到多阀层等效电路模型。4.根据权利要求2所述的一种特高压直流换流阀二端口等效电路的建模方法，其特征在于，所述阀层端口等效寄生电容提取方法为：(1)根据阀塔屏蔽罩各个导体之间的电位关系，将阀层中各个屏蔽罩导体间的寄生电容等效至该阀层的两端，构成阀层端子电容模型；(2)采用迭代等效方法获得端口等效寄生电容参数C1和C2,具体步骤为：步骤1：将阀层端子电容模型中的单元寄生电容分为三类：第一类是连接在节点和地之间的单元寄生电容Cig；第二类是跨接在阀层两端的电容Cii+1；第三类是跨接在两个乃至多个阀层两端的电容Cij，j-i≥2；步骤2：计算各层的阀层端电压与源端电压比值kli，按照串联电容的分压关系对第三类单元寄生电容进行分解，例如对电容C13可分解为C12与C23两个电容串联...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐磊，唐义，李静怡，崔翔，
申请(专利权)人：华北电力大学，全球能源互联网研究院，国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11