(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210562506.6 (22)申请日 2022.05.23 (71)申请人 国网浙江省电力有限公司舟山供电 公司 地址 316000 浙江省舟山市临城街道定沈 路669号 (72)发明人 刘黎　俞恩科　位一鸣　王异凡　 张引贤　郑荣亮　王有元　 (74)专利代理 机构 北京智绘未来专利代理事务 所(普通合伙) 11689 专利代理师 赵卿 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 一种柔直换流阀金具表面电场 的求解方法 与系统 (57)摘要 一种柔直换流阀金具表 面电场的求解方法， 包括如下步骤： 建立高压柔直系统的仿真模型， 其中， 高压柔直系统的仿真模型的交流侧有三 相， 每相包括上下两个桥臂， 桥臂包含多个柔直 换流阀， 柔直换流阀包含多个子模块； 利用电压 互感器测量柔直换流阀的所有子模块的电压， 并 用示波器与电压互感器连接， 以获得电压数据； 基于示波器， 从电压数据的一个周期中均匀间隔 选取多个时刻的电压值； 建立柔直换流阀的有限 元仿真模型， 并将多个时刻的电压值输入到有限 元仿真模型中； 基于有限元仿真模型， 计算得到 柔直换流阀的金具表面电场。 本发 明通过对时变 的电压波形进行等效， 大大降低电压波形的时间 复杂度， 提高了柔直换流阀金具表 面电场的求解 效率。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114996998 A 2022.09.02 CN 114996998 A 1.一种柔 直换流阀金 具表面电场的求 解方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤S1， 建立高压柔直系统 的仿真模型， 其中， 高压柔直系统的仿真模型的交流侧有三 相， 每相包括上 下两个桥臂， 桥臂包 含多个柔 直换流阀， 柔 直换流阀包 含多个子模块； 步骤S2， 利用电压互感器测量柔直换流阀的所有子模块的电压， 并用示波器与电压互 感器连接， 以获得电压数据； 步骤S3， 基于示波器， 从电压数据的一个周期中均匀间隔选取多个时刻的电压值； 步骤S4， 建立柔直换流阀的有限元仿真模型， 并将多个时刻的 电压值输入到有限元仿 真模型中； 步骤S5， 基于有限元仿真模型， 计算得到柔 直换流阀的金 具表面电场。 2.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀金具表面电场的求解方法， 其特征在于， 步骤 S1具体包括： 利用PSCAD或Simulink软件， 建立高压柔直系统的仿真模型， 确定参数并设置 仿真时长， 参数包括： 桥臂电抗器、 交流系统标称电压、 子模块总数、 子模块形式、 直流电容、 额定频率、 直 流侧额定电压、 系统额定功率。 3.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀金具表面电场的求解方法， 其特征在于， 步骤 S2具体包括： 一个桥臂包含M个柔直换流阀， 共M*N个子模块， 则每N个子模块集成在一个柔直换流阀 中， 将柔直换流阀中的N个子模块视为一个整体， 在进线端和出线端各并联一个电压互感 器， 测量该位置对地电压， 并用示波器与电压互感器连接 。 4.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀金具表面电场的求解方法， 其特征在于， 一个 桥臂的子模块的数量＝一个桥臂的柔直换流阀的数量 ×一个柔直换流阀中的子模块的数 量。 5.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀金具表面电场的求解方法， 其特征在于， 电压 值的数量 为10～20个。 6.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀金具表面电场的求解方法， 其特征在于， 步骤 S4具体包括： 步骤S41， 建立 柔直换流阀的三维几何模型； 步骤S42， 将三维几何模型导入到有限元分析 软件中； 步骤S43， 设置求解域， 并将柔直换流阀的三维几何模型置于长方体求解域的几何中 心， 其中， 求 解域为柔直换流阀长 宽高4‑8倍的长方体； 步骤S44， 设置材 料属性； 步骤S45， 对柔 直换流阀的三维几何模型和求 解域进行网格划分； 步骤S46， 设置有限元仿真模型的求解器和求解方式， 其中， 求解器为稳态， 求解方式为 静电场； 步骤S47， 边界条件设置， 包括： 温度设置 。 7.根据权利要求1所述的一种柔直换流阀金具表面电场的求解方法， 其特征在于， 步骤 S5具体包括： 有限元静电场的求 解控制方程 为： ρ 为自由电荷 密度， ε0为真空介电常数， 为边界电势；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114996998 A 2E为金具表面电场。 8.一种柔直换流阀金具表面电场的系统， 其特征在于， 包括： 电路仿真模块、 逻辑计算 模块与有限元仿真模块； 电路仿真模块用于建立高压柔 直系统的仿真模型， 并获得电压数据； 逻辑计算模块用于均匀间隔选取多个时刻的电压值， 以及计算得到柔直换流阀的金具 表面电场； 有限元仿真模块用于建立 柔直换流阀的有限元仿真模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114996998 A 3