技术特征：
1.含阳极饱和电抗器的换流阀开通过程电压与电流确定方法，该确定方法采用简化的晶闸管换流阀开通暂态过程电路，其特征在于：所述电路包括等效电压源(u0)，换流变压器漏感(l
t
)，杂散电容(c
s
)，阀避雷器(r
a
)，阳极饱和电抗器(sr)以及晶闸管换流阀模块(t)；等效电压源(u0)与换流变压器漏感(l
t
)串联，形成等效电压源-换流变压器漏感串联支路；杂散电容(c
s
)、阀避雷器(r
a
)与等效电压源-换流变压器漏感串联支路并联；晶闸管换流阀模块(t)与阳极饱和电抗器(sr)串联，形成晶闸管换流阀-阳极饱和电抗器串联支路；晶闸管换流阀-阳极饱和电抗器串联支路与等效电压源-换流变压器漏感串联支路并联；该确定方法包括以下步骤：步骤1、由直流电压源替代三相交流电压源，将电容作星形-三角形变换，忽略阀阻尼支路，将两个电源电压组合为一个电源，忽略未参与导通的晶闸管，对晶闸管换流阀开通暂态过程电路进行简化；步骤2、考虑晶闸管的制造公差，设置不同的开通延迟时间值，建立晶闸管换流阀开通暂态过程等效模型；步骤3、对阳极饱和电抗器(sr)与阀避雷器(r
a
)进行非线性建模，阳极饱和电抗器等效模型由非线性电阻(r
e
)与非线性电感(l
m
)并联组成；步骤4、仿真监测示波器波形，确定晶闸管的电压和电流，并确定过电压倍数及电流变化率大小。2.根据权利要求1所述含阳极饱和电抗器的换流阀开通过程电压与电流确定方法，其特征在于：步骤2的实现包括：步骤2.1、用导通状态下的晶闸管数量关于门脉冲启动后时间的函数曲线，作晶闸管开关函数，并将其用有限的步数近似，其中每一步表示一组晶闸管，并定义该组开启的时间；步骤2.2、将晶闸管根据不同的开通延迟时间分为若干组，第i组晶闸管由一个在t
di
处闭合的开关与一个电压源v
i
(t)串联表示，其中，v
i
(t)表示为：其中，v
0i
表示开通前第i组晶闸管两端承受的电压，t
d
表示晶闸管导通延迟时间，t
r
表示上升时间，系数δ表示为：对于特定类型晶闸管，上升时间的差异通常较小，系数δ可通过具有代表性的t
r
值选取；将所有建立的晶闸管组串联，得到考虑晶闸管不同的开通延迟时间值下的电路模型；步骤2.3、晶闸管换流阀开通暂态过程等效模型包括晶闸管换流阀模块(t)、晶闸管换流阀元件(t
i
)、均压电容(c
j
)、阻尼电阻(r
dvi
)、阻尼电容(c
dvi
)和晶闸管(t
vi
)；晶闸管换流阀模块(t)由若干晶闸管换流阀元件(t
i
)串联后，再与均压电容(c
j
)并联构成；阻尼电阻(r
dvi
)与阻尼电容(c
dvi
)串联后，并联于晶闸管(t
vi
)两端，构成晶闸管换流阀(t
i
)；其中，阻尼电阻(r
dvi
)值为所有构成晶闸管换流阀(t
i
)的若干晶闸管换流阀阻尼电阻值之和，阻尼电容(c
dvi
)值的倒数为所有构成晶闸管换流阀(t
i
)的若干晶闸管换流阀阻尼电容值的倒数之和。3.根据权利要求1所述含阳极饱和电抗器的换流阀开通过程电压与电流确定方法，其
特征在于：步骤3的实现包括：步骤3.1、非线性电感(l
m
)可表示为：步骤3.2、非线性电阻(r
e
)表示为：其中，l
mt
与r
et
分别表示阳极饱和电抗器未饱和情况下的主磁通电感和铁芯损耗等效电阻，i
lt
与i
rt
分别表示阳极饱和电抗器主磁通电感和铁芯损耗等效电阻对应的拐点电流，a
l
与a
r
分别表示阳极饱和电抗器主磁通电感和铁芯损耗等效电阻的衰减系数，i表示流经对应支路的电流；步骤3.3、避雷器的非线性u-i特性由以下形式的三个指数函数组合而成：其中，比例系数k
i
与幂系数a
i
为避雷器本体属性，u
ref
与i
ref
分别表示避雷器的参考电压与参考电流，u与i分别表示避雷器两端的电压与流经避雷器的电流。4.根据权利要求1所述含阳极饱和电抗器的换流阀开通过程电压与电流确定方法，其特征在于：步骤4的实现包括：步骤4.1、确定需要观测的时间点，观察示波器中所示电压与电流波形，以该时间点为横坐标，在波形中取得对应的纵坐标，得到对应晶闸管两端承受的电压与流经晶闸管的电流；步骤4.2、晶闸管两端承受的过电压倍数f(v)由下述表达式表示：其中，vmax表示晶闸管两端承受的最大电压值；步骤4.3、晶闸管流经电流的变化率通过电流关于时间作微分运算得到。
技术总结
本发明涉及直流输电技术，具体涉及含阳极饱和电抗器的换流阀开通过程电压与电流确定方法，包括：将三相交流电压源由直流电压源替代，电容作星形-三角形变换，将两个电源电压组合为一个电源，完成对晶闸管换流阀开通暂态过程电路的简化；考虑晶闸管的制造公差，设置不同的开通延迟时间值，建立晶闸管换流阀开通暂态过程等效模型；对阳极饱和电抗器与阀避雷器进行非线性建模，阳极饱和电抗器等效模型由非线性电阻与非线性电感并联组成；确定晶闸管的电压和电流、过电压倍数及电流变化率大小。该方法考虑了晶闸管由于制造公差导致的不同开通时间，以及阳极饱和电抗器对开通过程的影响，能够更为准确地获得该过程中晶闸管两端的电压及流经的电流。电压及流经的电流。电压及流经的电流。
技术研发人员：袁佳歆 郑元坤 季雨晴 李旭哲 莫作权
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：2021.12.08
技术公布日：2022/4/12