一种特高压换流站电磁干扰预测方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力技术领域，涉及一种特高压换流站电磁环境预测的技术方案，尤 其涉及一种特高压换流站电磁干扰预测方法及系统。
【背景技术】
[0002] 特高压换流站(一般为±800kv以上)在大容量的能量传输和链接过程中扮演重要 的角色，根据国家电网公司总体规划，2015年力争开工"五交八直"特高压工程。这意味着明 年将有13条特高压纳入建设目录中。高压直流换流站的电磁环境不同于交流变电站，也比 交流变电站更加复杂。由于换流阀的导通和关断产生的电压的突变，进而产生的无线电频 率的电磁波可能会干扰邻近的建造物和计算机设备，阻碍系统的正常运行，例如影响载波 系统、无线电和电视信号台。所以为了能够避免干扰的危害，需要对换流站的电磁环境充分 了解。而对换流站的电磁环境进行测量只能在换流站检修期间进行，工作量繁重，并且耗费 时间，测量的情况又不能全面，所以，建立精确的换流站模型，分析换流站的电磁水平是非 常有必要的。为了能够实现提前预测特高压换流站电磁干扰水平，充分分析特高压换流站 的电磁环境，本领域亟待研究能够实际应用的特高压换流站电磁干扰预测方法。
【发明内容】
[0003] 为了能够更好的测量电磁干扰，本发明提供了一种特高压换流站电磁干扰预测方 法及系统。
[0004] 本发明技术方案还提供一种特高压换流站电磁干扰预测方法，包括根据特高压换 流站中各设备的基本信息，分别建立各设备的节点阻抗模型;根据特高压换流站的设备连 接情况，基于各设备的节点阻抗模型建立等效电路;获取换流阀导通前电压，并进行电压阶 跃处理，根据换流阀导通前电压的电压阶跃处理结果，确定由于换流阀导通产生的瞬态电 流;进行特高压换流站任何位置电磁干扰的计算；
[0005] 所述的电压阶跃形式如下，
[0006]
[0007] 其中，
[0008] t是从换流阀导通的时间；
[0009] e是自然常数；
[0010] τ是换流阀从导通到其两端电压变成〇的时间；
[0011] V0是换流阀导通瞬间其两端的电压；
[0012] v(t)是换流阀两端的阶跃电压；
[0013] 进行傅立叶变换如下，
[0014]
[0015] 其中，
[0016] v(f)是v(t)的频域形式；
[0017] f是频率；
[0018] 所述进行特高压换流站任何位置电磁干扰的计算，包括以下步骤，
[0019] 步骤a，读取频率ω;
[0020] 步骤b，包括根据换流阀导通产生的瞬态电流Ii(f)计算相应电流Ii( ω )，
[0021] 其中，2jif=co;
[0022] 步骤c，读取当前待计算电磁干扰的位置点的坐标；
[0023] 步骤d，根据各个载流元件在被测点的各个轴方向上的电磁干扰，得到换流站被测 点的电场强度；
[0024] 步骤e，计算电磁干扰RI=KfEAf，其中Kf表示强度因子，Af表示频率间隔，E为步 骤d所得换流站被测点的电场强度；
[0025] 步骤f，判断是否有其他需要计算电磁干扰的点，是则返回步骤c，读取下一待计算 电磁干扰的位置点的坐标进行处理，否则进入步骤g;
[0026] 步骤g，判断是否有其他需要计算的频率，是则返回步骤a读取下一频率，否则结束 流程。
[0027] 而且，步骤d中，根据各个载流元件在被测点的各个轴方向上的电磁干扰，得到换 流站被测点的电场强度，实现方式如下，
[0028]首先进行以下假设，
[0029] 假设1，所有位于金属槽内部的载流元件都位于屏蔽室内，不产生电磁干扰；
[0030] 假设2,外部的载流元件都可作为偶极子；
[0031] 在假设1和假设2条件下，换流站被测点的电场强度E(f)能够由下式计算，
[0032]
[0033] Fi(f，r)是距离和方向的函数，利用笛卡尔坐标，z轴方向、y轴方向、X轴方向上的 函数Fi(f，r)表示如下，
[0034]
[0035] 12 2 其中，
[0038] Fzi(f，r)、Fyi(f，r)、Fxi(f，r)是和载流元件到被测点的距离和方向有关的Z轴方 向、y轴方向、X轴方向上相应辐射因子；
[0039] v是光速；
[0040] r是载流元件的中点到被测点的坐标；
[0041 ] ω是角频率；
[0042] ε〇是真空中的介电常数；
[0043] /(<y) = /sin(r；^_f/?) , / 为峰值，β为初相角；
[0044] θ = ω t+β- ω r/v，Θ为传输到被测点时的电流相位；
[0045] 坐标(x，y，z)为被测点的坐标，（xl，yl，zl)、（x2，y2，z2)、（x0，y0，z0)分别为载流 元件的两端和中点的坐标；
[0046] 分方向求出特高压换流站z轴方向、y轴方向、X轴方向上相应的电场强度Ez(f)、Ey (f)、Ex(f)如下，
[0047]
[0048]
[0049]
[0050] 根据Ez(f)、Ey(f)、Ex(f)得到换流站被测点的电场强度E⑴。
[0051] 本发明还提供一种特高压换流站电磁干扰预测系统，包括以下模块，
[0052]节点阻抗模型模块，用于根据特高压换流站中各设备的基本信息，分别建立各设 备的节点阻抗模型；
[0053] 等效电路模块，用于根据特高压换流站的设备连接情况，基于各设备的节点阻抗 模型建立等效电路；
[0054] 瞬态电流模块，用于获取换流阀导通前电压，并进行电压阶跃处理，根据换流阀导 通前电压的电压阶跃处理结果，确定由于换流阀导通产生的瞬态电流；
[0055] 所述的电压阶跃形式如下，
[0056]
[0057] 其中，
[0058] t是从换流阀导通的时间；
[0059] e是自然常数；
[0060] τ是换流阀从导通到其两端电压变成〇的时间；
[0061] VQ是换流阀导通瞬间其两端的电压；
[0062] v(t)是换流阀两端的阶跃电压；
[0063] 进行傅立叶变换如下，
[0064]
[0065] 其中，
[0066] v(f)是v(t)的频域形式；
[0067] f是频率；
[0068] 电磁干扰模块，用于所述进行特高压换流站任何位置电磁干扰的计算，包括以下 子模块，
[0069]第一子模块，用于读取频率ω ;
[0070] 第二子模块，用于包括根据换流阀导通产生的瞬态电流IJf)计算相应电流 (ω )，其中，2对=ω ;
[0071] 第三子模块，用于读取当前待计算电磁干扰的位置点的坐标；
[0072] 第四子模块，用于根据各个载流元件在被测点的各个轴方向上的电磁干扰，得到 换流站被测点的电场强度；
[0073] 第五子模块，用于计算电磁干扰RI=KfEAf，其中Kf表示强度因子，Af表示频率间 隔，E为第四子模块所得换流站被测点的电场强度；
[0074]第六子模块，用于判断是否有其他需要计算电磁干扰的点，是则命令第三子模块 工作，读取下一待计算电磁干扰的位置点的坐标进行处理，否则命令第七子模块工作； [0075]第七子模块，用于判断是否有其他需要计算的频率，是则命令第一子模块工作读 取下一频率，否则结束工作。
[0076]而且，第四子模块中，根据各个载流元件在被测点的各个轴方向上的电磁干扰，得 到换流站被测点的电场强度，实现方式如下，
[0077]首先进行以下假设，
[0078] 假设1，所有位于金属槽内部的载流元件都位于屏蔽室内，不产生电磁干扰；
[0079] 假设2,外部的载流元件都可作为偶极子；
[0080] 在假设1和假设2条件下，换流站被测点的电场强度E(f)能够由下式计算，
[0081]
[0082] Fi(f，r)是距离和方向的函数，利用笛卡尔坐标，z轴方向、y轴方向、X轴方向上的 函数Fi(f，r)表示如下，
[0083]
[0084]
[0085]
[0086]其中，
[008