[发明专利]柔直换流阀内部弱电电路电磁干扰电流的评估方法及应用

权利要求书

1.一种柔直换流阀内部弱电电路电磁干扰电流的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，根据待计算柔直换流阀的桥臂子模块数及子模块电压，获取柔直换流阀的模块化多电平换流器拓扑，并构建获得柔直换流阀的电势分布仿真模型；

S2，根据步骤S1获得的电势分布仿真模型获得柔直换流阀的空间寄生电容分布模型及空间寄生电容参数值；

S3，通过步骤S2获得的空间寄生电容分布模型及步骤S1获取的模块化多电平换流器拓扑，推导获得弱电敏感性电路电磁干扰电流的计算公式；

计算公式的表达式为：

式中，I_i为第i个子模块对应弱电电路耦合的电磁干扰电流，n为单个桥臂上子模块总数，j为桥臂子模块由低电势到高电势的编号，k∈[1，j]，η_j为第j个子模块的干扰电流权重系数，C_ij为第i个弱电电路和第j个子模块之间的寄生电容，U_k为第k个子模块的电压；

S4，通过步骤S3推导获得的电磁干扰电流计算公式，计算获得待评估柔直换流阀的各个子模块的各弱电敏感性电路的电磁干扰电流的计算值，根据电磁干扰电流的计算值完成评估。

2.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀内部弱电电路电磁干扰电流的评估方法，其特征在于，还包括计算公式的验证，具体包括：

根据空间寄生电容参数值构建模块化多电平换流器电路仿真模型，通过模块化多电平换流器电路仿真模型获取每个子模块的各弱电敏感性电路的电磁干扰电流的仿真值；通过将每个子模块内各弱电敏感性电路的电磁干扰电流的计算值与仿真值相比较，完成计算公式的验证。

3.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀内部弱电电路电磁干扰电流的评估方法，其特征在于，步骤S3中，考虑到不同子模块开关时间的错位和开通关断时干扰电流方向的不一致，系数η_j从-1到1取值。

4.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀内部弱电电路电磁干扰电流的评估方法，其特征在于，忽略子模块之间的耦合效应，仅考虑子模块开通关断时的电压变化，并假定每个子模块的额定电压一致，电磁干扰电流计算公式的表达式为：

式中，U——子模块额定电压；

其中：x_m为与编号为m的桥臂子模块在特定时刻运行方式相对应的常数：开通时x_m＝1，关断时x_m＝-1，不动作x_m＝0，m为桥臂子模块运行常数由低电势到高电势的编号，m∈[1，j]。

5.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀内部弱电电路电磁干扰电流的评估方法，其特征在于，U_k为低电势到高电势的每个子模块电压，其中k∈[1，j]；U_k根据待计算的柔直换流阀的实际工况确定。

6.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀内部弱电电路电磁干扰电流的评估方法，其特征在于，步骤S1中，

模块化多电平换流器的桥臂采用子模块级联的方式，每个桥臂由多个子模块和一个串联电抗器组成，同相的上下两个桥臂构成一个相单元；

采用阶梯波的方式来逼近正弦波，根据不同柔性直流输电工程的要求选择桥臂子模块数目和电压等级。

7.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀内部弱电电路电磁干扰电流的评估方法，其特征在于，步骤S1的建模过程中，在电势分布仿真模型中构建有代表子模块开关不同电极及代表驱动芯片不同电源层与地的铜层，并根据实际运行工况赋电压值。

8.根据权利要求2所述的一种柔直换流阀内部弱电电路电磁干扰电流的评估方法，其特征在于，电势分布仿真模型通过ANSYS Maxwell软件构建；模块化多电平换流器电路仿真模型可通过Cadence Pspice软件构建。

9.一种权利要求1所述的柔直换流阀内部弱电电路电磁干扰电流的评估方法的应用，其特征在于，用于计算实际运行的柔直换流阀内部不同子模块对应弱电电路上耦合到的电磁干扰电流值，评估不同弱电电路受到的电磁干扰等级。