[发明专利]采用公式表示12脉动换流阀组等效电压源的方法及系统

说明书

本发明涉及采用公式表示12脉动换流阀组等效电压源的方法及系统，其特征在于包括以下内容：确定待测12脉动换流阀组的噪声标准表达式中脉冲修正因数的频率线性函数拟合表达式；构建待测12脉动换流阀组的换流阀宽频模型，并获取换流阀宽频模型的仿真噪声频谱；确定待测12脉动换流阀组的噪声等效表达式；采用确定的噪声等效表达式表示待测12脉动换流阀组；将采用噪声等效表达式表示的待测12脉动换流阀组作为等效电压源接入仿真回路中，本发明可以广泛应用于电力系统仿真技术领域中。

技术领域

本发明是关于一种采用公式表示12脉动换流阀组等效电压源的方法及系统，属于电力系统仿真技术领域。

背景技术

电力线载波(PLC)通信是电力系统主要的通信方式，其依靠电力明线耦合传输，抗干扰能力较弱。但是在特高压直流输电工程中，换流阀在导通和关断的瞬间会发生电压突变，从而产生高频噪声，该高频噪声属于传导噪声，正好位于30～500kHz的电力线载波频率范围内，这些高频载波噪声主要对通信设备产生影响，轻则影响通信质量，重则危及通信设备及人员安全。

为获取该高频载波噪声的大小并对其进行降噪，必须搭建准确的换流站高频模型，这就需要建立各种设备的高频模型。由已有文献可知，在换流站的运行过程中，换流阀的导通和关断使极间电压快速变化从而会产生传导干扰噪声。干扰噪声通过平波电抗器和直流线路传到直流侧，通过换流变压器传到交流侧，并对临近的电力线载波通信系统产生传导干扰，其噪声水平取决于直流系统回路特性和工作状态。通过对换流器内部元件的建模，能够建立换流器的等效高频模型。得到准确的换流器噪声源等效模型是电力载波频段滤波器研究的基础。

目前仿真中使用的换流阀模型如图1所示，根据换流阀臂的具体结构，将饱和电抗器、晶闸管和阻容回路组件均采用宽频结构表示，构成换流阀的宽频模型。然而，该宽频模型需要确定的参数较多，且根据电压等级的不同，每个参数的数值均需要重新计算，过程较为复杂。此外，已有投运的±800kV特高压直流工程以及即将投运的±1100kV特高压直流工程，整流逆变侧均由双12脉动换流阀组串联构成，共24个换流阀，如果采用这种宽频模型，在仿真平台上搭建繁琐。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够减少实际的仿真计算量的用公式表示12脉动换流阀组高频电压源的方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：采用公式表示12脉动换流阀组等效电压源的方法，其特征在于包括以下步骤：1)将12脉动换流阀组的噪声标准表达式与实际工程中待测12脉动换流阀组的高频噪声频谱进行对比，确定待测12脉动换流阀组的噪声标准表达式中脉冲修正因数的频率线性函数拟合表达式；2)构建待测12脉动换流阀组的换流阀宽频模型，并获取换流阀宽频模型的仿真噪声频谱；3)根据12脉动换流阀组的噪声标准表达式、脉冲修正因数的频率线性函数拟合表达式和换流阀宽频模型的仿真噪声频谱，确定待测12脉动换流阀组的噪声等效表达式；4)采用确定的噪声等效表达式表示待测12脉动换流阀组；5)将采用噪声等效表达式表示的待测12脉动换流阀组作为等效电压源接入仿真回路中。

进一步，所述步骤3)的具体过程为：根据12脉动换流阀组的噪声标准表达式和脉冲修正因数的频率线性函数拟合表达式，确定待测12脉动换流阀组的噪声等效表达式；将待测12脉动换流阀组的噪声等效表达式与换流阀宽频模型的仿真噪声频谱进行对比，确定噪声等效表达式中的拟合待定系数。

进一步，所述12脉动换流阀组的噪声标准表达式为：

式中，U_eq(ω)为待测12脉动换流阀组产生的高频噪声；U_o为导通时刻的阀电压；ω为高频噪声角频率；T_o为阀电压跃变时间；6500A(f)为与频率有关的脉冲修正因数。

进一步，所述待测12脉动换流阀组的噪声标准表达式中脉冲修正因数的频率线性函数拟合表达式为：