[发明专利]柔性直流换流阀阀塔的电场仿真方法、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种柔性直流换流阀阀塔的电场仿真方法，包括：根据柔性直流换流阀阀塔的结构确定关键部位；建立柔性直流换流阀阀塔仿真模型，并根据关键部位进行简化；对阀塔简化模型进行剖分；确定不同材料的介电常数和电阻率，并施加至阀塔剖分模型的水路部位；提取交直流复合电压，进行分段加载；采用整周期瞬态场的计算方法，获得不同时刻的电场强度。本发明公开的一种柔性直流换流阀阀塔的电场仿真方法，考虑到柔性直流换流阀阀塔的实际运行工况，并能够计及水路和阀塔之间相互影响，提高仿真计算柔直阀阀塔整体电场分布的准确率。本发明还公开了一种柔性直流换流阀阀塔的电场仿真装置和存储介质。

技术领域

本发明涉及仿真技术领域，尤其涉及一种柔性直流换流阀阀塔的电场仿真方法、装置及存储介质。

背景技术

柔性直流换流阀是特高压柔性直流输电工程换流站中的核心组成部分，其运行工况极为复杂。为验证柔性直流换流阀电磁设计的合理性，保证设备运行的可靠性和稳定性，需建立柔性直流换流阀阀塔的数值仿真模型。

现有技术中，对柔性直流换流阀阀塔进行仿真研究的方法为：采用静电场求解器进行仿真计算，通过施加交流或者交直流电压最大幅值计算得到其运行工况下的电场分布规律。

本发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术中存在以下技术问题：

在正常运行工况下，运行电压中含有大量的交直流分量以及部分高频电压分量，因此采用静电场求解器进行仿真计算的仿真结果准确率较低；此外，未考虑水路和阀塔影响关系，存在局限性。

发明内容

本发明实施例提供一种柔性直流换流阀阀塔的电场仿真方法，能够计及水路和阀塔之间相互影响，提高仿真计算柔直阀阀塔整体电场分布的准确率。

本发明实施例一提供一种柔性直流换流阀阀塔的电场仿真方法，包括：

根据柔性直流换流阀阀塔的结构确定关键部位；

建立所述柔性直流换流阀阀塔仿真模型，并根据所述关键部位对所述柔性直流换流阀阀塔仿真模型进行简化，得到阀塔简化模型；

对所述阀塔简化模型进行剖分，得到阀塔剖分模型；

根据所述柔性直流换流阀阀塔的材料，确定对应的介电常数和电阻率，将所述介电常数和电阻率输入至所述阀塔剖分模型的水路部位；

提取所述阀塔剖分模型中钳位点处的实际运行交直流复合电压，进行分段加载；

采用整周期瞬态场的计算方法，计算一个周期内不同时刻的所述阀塔剖分模型中的电场分布，获得不同时刻的电场强度。

作为上述方案的改进，所述关键部位包括：所述柔性直流换流阀阀塔结构中的均压屏蔽罩、钳位点、组部件连接部位、尖端部位、凸起部位中的一种或多种的组合。

作为上述方案的改进，所述根据所述关键部位对所述柔性直流换流阀阀塔仿真模型进行简化，具体包括：

阀塔仿真模型保留外部均压屏蔽罩、功率模块、钳位点、水路、光纤管道、阀塔下端的支撑绝缘子、用于支撑功率模块的绝缘子，阀塔下端支撑绝缘子中部连接处的均压屏蔽环；

将功率模块简化成规则的实心长方体；

将绝缘子简化为圆柱体；

对封闭的空心管进行填充形或者环形屏蔽环。

作为上述方案的改进，所述对所述阀塔简化模型进行剖分，具体包括：

对重点关注区域进行网格细化，采用四面体小尺寸网格进行剖分；

对电场变化均匀，电场强度相对较小的部位采用大尺寸网格进行粗剖分；

对形状规则的组件采用扫掠法采用六面体网格进行剖分。