[发明专利]一种换流阀仿真平台及其实现方法

权利要求书

1.一种换流阀仿真平台，其特征在于，所述仿真平台包括三相六脉动桥电路，每相由阀模块串联组成，在每个阀模块中均设有辅助晶闸管阀和受控开关；

所述三相六脉动桥电路的每相均与电压源-电感串联支路连接，设有三个电容器连接在三相六脉桥电路的每相上；所述三个电容器均接地；每个阀模块均并联有受控电阻Ra；

所述阀模块包括电容器Czv支路；电阻Rdcv和受控电阻Rmv串联支路；电阻Rdv、电容器Cdv和电感Lmv串联支路；电阻R_Cuv和电感L0v串联支路；电阻R11支路；晶闸管阀-受控开关串联支路以及辅助晶闸管阀Vmm支路；

所述电阻Rdcv和受控电阻Rmv串联支路与电阻Rdv、电容Cdv和电感Lmv串联支路并联后再与电阻R_Cuv和电感L0v串联支路串联；电阻R11支路；晶闸管阀Vm-受控开关Sm串联支路以及辅助晶闸管阀Vmm支路并联；晶闸管阀Vm的阳极以及辅助晶闸管阀Vmm的阳极均连接在电阻Rdcv和受控电阻Rmv之间；电容器C0v的两端分别与晶闸管阀Vm的阳极、辅助晶闸管阀Vmm的阳极以及电容器Czv的一端连接；

所述辅助晶闸管阀Vmm采用Sgmm作为其触发信号。

2.一种如权利要求1所述的换流阀仿真平台的实现方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

(1)实时测量并计算实时运行关断角γ、晶闸管阀Vm第k周期的电流下降率di/dt、关断前正向通态电流I_F和晶闸管阀结温Tj；

(2)确定晶闸管阀Vm的临界关断角γ_min；

(3)将晶闸管阀的临界关断角γ_min与实时运行关断角γ比较，实时判断晶闸管阀是否会发生换相失败；

(4)当判断晶闸管阀Vm会发生换相失败时，触发相应的辅助晶闸管阀和断开相应的受控开关，模拟换相失败的过程；

所述步骤(1)中，通过比较器得到第k周期晶闸管阀Vm电流下降过零时刻，发出关断计时开始脉冲，同理用比较器得到第k周期阀Vm电压由负变正时刻，发出关断计时结束脉冲；将两脉冲之间的时间换算为电角度，即为第k周期晶闸管阀Vm的实时运行关断角γ；

测量晶闸管阀Vm电流，利用微分电路计算电流实时变化率；通过比较器和窗口函数，在第k周期该电流下降过零时刻产生脉冲；利用脉冲控制和保持器，测量并保持过零点的电流下降率di/dt(i＝0)；

通过比较器和窗口函数在第k周期阀Vm关断前产生脉冲，利用此脉冲和保持器，测量并保持此时的晶闸管阀电流值，得到第k周期阀Vm的关断前的正向通态电流I_F；

晶闸管结温T_j按下式计算：

T_j＝T_C+P_j×R_θJC 1)；

其中，T_C：晶闸管阀冷却液入口温度和出口温度的平均值；P_j：每只晶闸管的总损耗；R_θJC：晶闸管结与冷却液之间的热阻；

晶闸管的通态损耗：

其中，N_t：单晶闸管阀的晶闸管串联数；U₀：为晶闸管平均通态电压降中与电流无关的部分；R₀：为决定晶闸管平均通态特性斜率的电阻；I_d：为直流电流；

晶闸管的关断损耗：

其中，Q_rr为晶闸管存储电荷的平均值。

3.如权利要求2所述的实现方法，其特征在于，所述步骤(2)中，利用所得的电流过零点的电流下降率di/dt、晶闸管结温T_j和关断前正向通态电流I_F，根据晶闸管阀中的晶闸管的测试数据，确定晶闸管阀V_m在第k周期的实时关断角γ_T，考虑晶闸管阀中的晶闸管的分散性Δγ，得临界关断角γ_min＝γ_T+Δγ。