[发明专利]一种基于上流无网格方法的换流变空间电荷的计算方法

权利要求书

1.一种基于上流无网格方法的换流变空间电荷的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、通过三电极法确定特高压换流变计算模型结构参数及非线性的材料属性，并根据运行工况，确定其电场特性，建立二维轴对称空间电荷计算模型；

步骤2、根据空间电荷计算模型的结构形状，对计算模型进行布点离散，并设置油纸绝缘结构的材料参数和边界条件；

步骤3、设置计算绝缘材料的温度、场强初始值，对极板采用肖特基电子发射模型，根据双极性空间电荷运动模型和空间电荷陷阱理论，基于上流无网格方法求解载流子的输运方程，求解对流方程得到换流变内部的电荷密度，并将电荷密度代入泊松方程计算空间电场强度，在边界处调整节点局部子域的大小，避免与全局边界相交，对边界节点采用配点法进行计算；

步骤4、通过不断迭代泊松方程求解电场强度和上流元法求解电荷密度这两个过程，得到不同时刻电荷密度和场强的瞬态结果。

2.根据权利要求1所述的基于上流无网格方法的换流变空间电荷的计算方法，其特征在于，所述步骤1)二维轴对称空间电荷计算模型具体包括：肖特基发射模型，正负载流子的复合消散模型。

3.根据权利要求1所述的基于上流无网格方法的换流变空间电荷的计算方法，其特征在于，所述步骤2)中的电场和空间电荷瞬态空间电场的求解控制方程描述如下：

1)控制方程

s(x,t)＝s_eu+s_et+s_hu+s_ht (4)

n₀＝n_eu+n_et+n_hu+n_ht (5)

γ＝qnμ (6)

其中，ε为介电常数；ρ为空间电荷密度；j为空间电荷运动运动形成的电流密度，E为电场强度；t是时间；n为电荷密度；s为载流子源项；s_et，s_eu，s_ht，s_hu为入陷电子，自由电子，入陷空穴，自由空穴的源项；n_et，n_eu，n_ht，n_hu为入陷电子，自由电子，入陷空穴，自由空穴的电荷密度；r为电导率；q为电荷电量，μ为迁移率。模型内边界为正极板，施加电压V₀；外边界为负极板，电位为零电位，用数学公式表示为：

4.根据权利要求1所述的基于上流无网格方法的换流变空间电荷的计算方法，其特征在于，所述步骤3)边界节点采用基于RPIMp附加多项式基的径向基函数的配点法进行计算。