[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

说明书

本发明公开了一种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，包括以下步骤：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；获取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；推导获得弱电敏感性电路电磁干扰电流的计算公式通过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。本发明能够对柔直换流阀内部弱电电路干扰电流大小做出准确预测，计算效率较高，可用于找出最易受干扰弱电电路，以便进行针对性保护。

技术领域

本发明属于柔性直流输电技术领域，特别涉及一种柔直换流阀内部弱电电路(PCB)电磁干扰电流的评估方法及应用。

背景技术

新型的柔性直流输电技术相比于传统的直流输电技术，没有无功补偿、换向失败等问题，既适合小容量输电系统，也适合远距离大容量输电，更适合异步联网，是输配电技术领域的一项重大突破。同时，模块化多电平换流器以其低成本、低损耗、低谐波畸变率的优势在柔性直流输电中得到了广泛的应用，已经成为柔性直流输电工程的主流换流阀拓扑结构。

目前，基于柔直换流阀的电磁干扰研究大多关注于远场电磁辐射，这些研究忽略换流阀内部电磁场，将换流阀子模块视为天线，集中研究其对于外部工作人员及设备的安全影响。少部分考虑内部电磁场的研究，也仅停留在研究主电路电磁干扰的层面上，对于弱电电路无能为力。但相比于传统的换流器，大量的开关噪声在大规模柔直换流阀中，尤其是子模块间造成了复杂多变的强电磁干扰环境，距离阀开关最近的弱电电路受电磁干扰，会导致开关误动作或不响应，对于子模块的正常工作造成了极大的影响。

综上，亟需一种快速计算弱电电路电磁干扰电流的计算评估方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种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，以便能够通过评估不同子模块弱电电路受到的电磁干扰等级，直接定位出最易受干扰弱电电路，在技术手段无法直接避免受干扰弱电电路误输出的情况下，从源头对最易受电磁干扰弱电电路进行保护提供指导性意见。本发明能够对柔直换流阀内部弱电电路干扰电流大小做出准确预测，计算效率较高，可用于找出最易受干扰弱电电路，以便进行针对性保护。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种柔直换流阀内部弱电电路电磁干扰电流的评估方法，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第i个子模块对应弱电电路耦合的电磁干扰电流，n单个桥臂上子模块总数，j桥臂子模块由低电势到高电势的编号，k∈[1，j]，η_j第j个子模块的干扰电流权重系数，C_ij第i个弱电电路和第j个子模块之间的寄生电容，U_k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。

本发明的进一步改进在于，还包括计算公式的验证，具体包括：