CN111639433B

CN111639433B - 基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法和装置

Info

Publication number: CN111639433B
Application number: CN202010488715.1A
Authority: CN
Inventors: 赵晓斌; 辛清明; 卢毓欣; 郭龙; 秦康
Original assignee: CSG Electric Power Research Institute; China Southern Power Grid Co Ltd
Current assignee: CSG Electric Power Research Institute; China Southern Power Grid Co Ltd
Priority date: 2020-06-02
Filing date: 2020-06-02
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2040-06-02
Also published as: CN111639433A

Abstract

本发明提供了一种基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法和装置，方法包括：读取谐波电压信号；构建直流输电系统的直流侧模型，其中直流侧模型是由谐波电压源、电抗器、直流滤波器、电容器和极线组成的回路；根据谐波电压信号向谐波电压源施加相应的谐波电压；测量得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数；根据电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数来计算直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值，等效干扰电流和直流滤波器定值用于设计直流滤波器。上述的直流滤波器设计方法基于电磁暂态仿真方法构建不同场景下的直流侧模型从而设计出不同的直流滤波器，不用开发计算程序，大减少了工作量。

Description

基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法和装置

技术领域

本发明涉及滤波器技术领域，具体涉及一种基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法和装置。

背景技术

直流滤波器作为换流站的重要设备，主要用于滤波直流侧的特征次谐波，保证换流站流出的谐波电流不会干扰周围的通信线路。通常分为双调谐结构或三调谐结构。直流滤波器的设计主要考虑两点：(1)需要校核直流滤波器能否满足等效干扰电流限值；(2)需要校核直流滤波器设备定值能否满足新工程的要求，即要确定等效干扰电流限值和直流滤波器定值。

目前，常用的直流滤波器设计方法通常都是采用稳态计算程序，通过组合不同的直流滤波器、直流运行方式、线路等来实现直流滤波器在各种工况下的性能和定值的计算，从而获得合理的直流滤波器配置和直流滤波器设备定值。然而采用稳态计算程序需要开发合适的稳态计算程序，开发程序工作量大，同时对不同的应用场景的适应性较差，比如开发的稳态计算程序是针对架空线路的，那对于海缆或者陆缆或者混合线路的工程就无法适用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法和装置，用于解决现有的采用稳态计算程序的直流滤波器设计方法开发程序工作量大且不同应用场景适应性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法，包括以下步骤：

读取谐波电压信号；

构建直流输电系统的直流侧模型，其中所述直流侧模型是由谐波电压源、电抗器、直流滤波器、电容器和极线组成的回路；

根据所述谐波电压信号向所述谐波电压源施加相应的谐波电压；

测量所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电压信号和电流信号，得到所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电压参数和电流参数；

根据所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电压参数和电流参数来计算直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值，所述等效干扰电流和所述直流滤波器定值用于设计所述直流滤波器。

进一步地，

所述谐波电压信号为电压系列值与时间的基波周期信号；在根据所述谐波电压信号向所述谐波电压源施加相应的谐波电压的步骤中，还包括：

对所述谐波电压信号进行周期扩展，根据周期扩展后的谐波电压信号向所述谐波电压源施加相应的谐波电压。

进一步地，

得到所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电压参数和电流参数步骤中，包括：

将测定得到的所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的初始电压参数分别减去对应的偏差值，得到所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电压参数。

进一步地，

将测定得到的所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的初始电流参数分别减去对应的偏差值，得到所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电流参数。

进一步地，

偏差值包括制造公差，制造公差为理论与实际之间的偏差，制造公差为一个偏差范围的任意值。

进一步地，

所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电压参数和电流参数为周期性参数，参数数量与谐波电压信号周期数相同；在根据所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电压参数和电流参数来计算直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值的步骤中，包括：

计算多个直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和多个直流滤波器定值，选择出等效干扰电流最大值和直流滤波器定值最大值。

进一步地，

构建直流输电系统的直流侧模型的步骤中，包括：

采用电磁暂态仿真工具构建直流输电系统的直流侧模型。

一种基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计装置，包括：

信号读取模块，用于读取谐波电压信号；

模型构建模块，用于构建直流输电系统的直流侧模型，其中所述直流侧模型是由谐波电压源、电抗器、直流滤波器、电容器和极线组成的回路；

电压施加模块，用于根据所述谐波电压信号向所述谐波电压源施加相应的谐波电压；

参数测量模块，用于测量所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电压信号和电流信号，得到所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电压参数和电流参数；

电流及定值计算模块，用于根据所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电压参数和电流参数来计算直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值，所述等效干扰电流和所述直流滤波器定值用于设计所述直流滤波器。

一种电磁暂态仿真设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

读取谐波电压信号；

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

读取谐波电压信号；

本发明的基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法、装置、电磁暂态仿真设备以及计算机可读存储介质，读取谐波电压信号，构建直流输电系统的直流侧模型，其中直流侧模型是根据不同的应用场景构建的，然后根据谐波电压信号对直流侧模型的谐波电压源施加相应的谐波电压，然后测量计算得到直流侧模型中各设备(包括电抗器、直流滤波器以及所述电容器)的电压参数和电流参数，最后根据各设备的电压参数和电流参数计算得到直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值，根据等效干扰电流和直流滤波器定值就可以来设计直流滤波器。上述的直流滤波器设计方法基于电磁暂态仿真方法构建不同场景下的直流输电系统的直流侧模型从而设计出不同的直流滤波器，使用非常方便，且不用开发计算程序，大大减少了工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法的示意图；

图2为本发明实施例的直流输电系统的直流侧模型示意图；

图3为本发明实施例的直流侧模型中各设备电压参数和电流参数计算示意图；

图4为本发明实施例基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计装置示意图；

图5为本发明实施例电磁暂态仿真设备示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更详细说明本发明，下面结合附图对本发明提供的一种基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法、装置、电磁暂态仿真设备和计算机可读存储介质，进行具体地描述。

本方法运用于终端设备中，终端设备可以是个人计算机、笔记本电脑等，主要终端设备能进行电磁暂态仿真即可。

图1为本发明的基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法在一个实施例中的流程示意图，如图1所示，本发明实施例公开的基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法主要包括以下步骤：

步骤S102，读取谐波电压信号；

其中，谐波电压信号为电压序列值-时间信号，是一种电压源信号，主要用于作用于主流输电系统的直流侧模型中的谐波电压源。谐波电压信号的形式可以是多种，例如可以是文本文件，通过读取文本文件从而获得谐波信号。

谐波电压信号可以是通过晶闸管(IGBT)，具体过程为：(1)获取直流侧谐波源，根据常规的直流侧谐波源的计算方法，获取基于晶闸管(IGBT)的直流输电系统的3脉动谐波电压源，分别获取每一个3脉动的各次谐波电压及相位，要求频率至少至50次及以上，其中3脉动的数量通常是4个或8个；(2)根据各次谐波电压及相位，计算一个基波周期内时间-电压的函数。计算公式如下：

其中u_n为n次谐波电压幅值，/>

为n次谐波电压相角，n为谐波次数，N为最大的谐波次数，ω₀为基波角频率，t为时间。上述公式中，t的范围为/>

t的计算步长Δt应满足：/>

将上述产生的时间-电压序列值存为一个文本文件，即可得到谐波电压信号。

此外，如果是IGCT，基于IGCT的柔性直流系统，根据其特性可不考虑其在直流侧产生的谐波电压。

步骤S104，构建直流输电系统的直流侧模型，其中直流侧模型是由谐波电压源、电抗器、直流滤波器、电容器和极线组成的回路；

构建直流输电系统的直流侧模型就是根据不同的使用场景(例如架空线路工程、海缆工程、陆缆工程或者混合线路工程等)选择相应的设备来构建电路模拟图，其中设备包括但不限于谐波电压源，电抗器，直流滤波器，电容器和极线等，其中电抗器通常为平波电抗器，电容器包括冲击电容器，耦合电容器等，极线包括直流极线、接地极线路模型等，在使用过程中常需要根据实际的端数，连接方式进行建模。另外，谐波电压源的设计要参照谐波电压信号，其谐波电压源的电源数量与谐波电压信号中的3脉动的个数有关。图2为一种经典的直流侧模型，直流侧模型的形式不唯一，例如直流滤波的形式可以变化、谐波电压源的数量也可以是8个等。

在一种可选地实施例方式中，构建直流输电系统的直流侧模型的步骤中，包括：采用电磁暂态仿真工具构建直流输电系统的直流侧模型。

电磁暂态仿真工具主要用于直流系统中的电磁暂态仿真，通常是一些仿真软件或程序，主要包括EMTP、ATP、PSCAD、PSS/E、BPA、PSASP、PSD电力系统分析软件工具等。每个软件都有不同的优点，在本实施例中，任意一款软件即可，只要能构建直流输电系统的直流侧模型即可。

步骤S106，根据谐波电压信号向谐波电压源施加相应的谐波电压；

步骤S108，测量电抗器、直流滤波器以及电容器的电压信号和电流信号，得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数；

具体而言，将谐波电压信号添加至谐波电压源，然后测量直流侧模型中每个设备的电压信号和电流信号，然后根据电压信号和电流信号得到各设备的电压参数和电流参数，其中各设备包括平波电抗器、直流滤波器电容器、电抗器、冲击电容器、耦合电容器等。其中，电压参数通常为谐波电压，电流参数通常为谐波电流。

步骤S110，根据电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数来计算直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值，等效干扰电流和直流滤波器定值用于设计直流滤波器。

具体而言，线路上的所有频率的谐波电流对邻近平行或交叉的通讯线路所产生的综合干扰作用与单个频率的谐波电流所产生的干扰作用相同，这个单频率谐波电流就称作等效干扰电流。

计算等效干扰电流时不仅应考虑流过直流极导线和接地极线路的谐波电流，而且还应考虑感应到直流极线地线和接地极线地线中的谐波电流。等效干扰电流是所有谐波频率，通常是从工频到50次(即50-2500Hz)的噪声加权残余电流，按照下面的公式进行计算：

其中，I_eq(x)表示在沿着输电线路走廊的任何点，噪声加权等效为800Hz的干扰电流，单位为mA；I_e(x)_sn表示只由换流站n的谐波电压源产生的等效干扰电流分量有效值，单位为mA；X表示沿线路走廊的相对位置。三个换流站换流器的谐波电压所产生的沿线各点的等效干扰电流分量可按下式计算：

其中，I_r(n,x)表示在沿线路走廊位置X的n次谐波残余电流的均方根值，单位为mA；P(n)表示n次谐波的噪声加权系数，n表示谐波次数，H_f为耦合系数，表示典型明线耦合阻抗对频率的标准化关系；

由任意一个换流站的谐波电压所产生的沿线任意点的残余电流定义为下列矢量和：

其中，I_r(n,x)表示在沿线路走廊位置x处的n次谐波残余电流的有效值，位为mA；I_p(n,i,x)表示在位置x处流过导体i的n次谐波电流均方根矢量值，单位为mA，i表示导体编号，nc表示在线路走廊中导体总数量，包括所采用的地线、接地极线路和接地极线路的地线。

直流滤波器定值：即计算各种稳态及短时运行工况下滤波器元件的电流、电压最大值。计算结果为制定滤波器元件(电容器、电抗器、避雷器)设备规范提供依据。在直流滤波器进行稳定定值计算时，需要分别考虑各换流站谐波电压源的作用，最终将各换流站的作用进行叠加。对于电容器的电压，为保证设备足够的设计裕度，考虑按照最严苛的算数和进行叠加，因此有：

其中U_Nj表示第j个换流站的N次谐波电压，i表示第i个换流站的谐波源作用下的电压，n为换流站总数。

对于电抗器的电流，稳态电流的限制因素主要为设备温升，而温升的考量主要用几何和，因此有：

由于电流采用几何和，因此增加一端对其电流应力的增大效果并不明显。但由于电压采用算数和，增加一端将使得额定电压明显增大。由于每一端的看过去的直流系统阻抗都不同，因此每一换流站的直流滤波器的定值都略有不同，通常考虑减小设备设计工作量，同时增加备品的可用率，常将各站直流滤波器的元件谐波频谱取各次最大值。这种设计方法也称为换流站间的最大不相容方法，可增加设备裕度。

U_N＝Max(U_Nj)

I_N＝Max(I_Nj)

谐波电压是电容器设备选型的重要参数，电容器两端的电压按下式计算：

其中，U_DC表示最大连续直流电压，U_N表示n次谐波电压有效值，N表示谐波次数，取值为1～50；k表示电压分布不均匀系数，一般取k＝1.05-1.3。

谐波电流是电抗器设备选型的重要参数，电抗器额定电流按下式计算：

式中I_N为n次谐波电流的有效值。

在本实施例中，通过上述的计算公式，带入直流侧模型中各设备的电压参数和电流参数，然后计算得到等效干扰电流和直流滤波器定值。其中等效干扰电流主要用于判断或评判直流滤波器的性能，参数是否合理；直流滤波器定值主要用于确定直流滤波器的参数，进而来生产或设计出相应的直流滤波器。

本发明实施例的基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法，首先读取谐波电压信号，构建直流输电系统的直流侧模型，其中直流侧模型是根据不同的应用场景构建的，然后根据谐波电压信号对直流侧模型的谐波电压源施加相应的谐波电压，然后测量计算得到直流侧模型中各设备(包括电抗器、直流滤波器以及所述电容器)的电压参数和电流参数，最后根据各设备的电压参数和电流参数计算得到直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值，根据等效干扰电流和直流滤波器定值就可以来设计直流滤波器。上述的直流滤波器设计方法基于电磁暂态仿真方法构建不同场景下的直流输电系统的直流侧模型从而设计出不同的直流滤波器，使用非常方便，且不用开发计算程序，大大减少了工作量。

在一个实施例中，谐波电压信号为系列电压值与时间的基波周期信号；在根据谐波电压信号向谐波电压源施加相应的谐波电压的步骤中，还包括：

对谐波电压信号进行周期扩展，根据周期扩展后的谐波电压信号向谐波电压源施加相应的谐波电压。

具体的，谐波电压信号通常是系列电压值与时间的基波周期信号；为了能多次计算得到多个等效干扰电流和直流滤波器定值，需要多个周期的谐波电压信号，因此需要对谐波电压信号进行周期扩展，其中扩展的周期数需要根据具体的电路回路确定，以电磁仿真中电流波形稳定不变为判定依据。通常建议不少于100个周期。

在一个实施例中，得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数步骤中，包括：

将测定得到的电抗器、直流滤波器以及电容器的初始电压参数分别减去对应的偏差值，得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数。

将测定得到的电抗器、直流滤波器以及电容器的初始电流参数分别减去对应的偏差值，得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电流参数。

在一个实施例中，偏差值包括制造公差，制造公差为理论与实际之间的偏差，制造公差为一个偏差范围的任意值。

具体的，偏差值是设备的实际值与理论值之间的偏差，其中包括制造公差、温度引起的偏差和频率偏差。制造公差是指在制造后的实际值与设计值之间的偏差，即设备生产产生的误设备差，因此，为了设计出的直流滤波器更加精确，在计算直流滤波器定值和等效干扰电流时，充分考虑直流侧模型中各设备的偏差值，即在计算各设备的电压参数和电流参数减去偏差值(如图3所示)。其中每一个设备都有其对应的偏差值，不同设备的制造公差一般不同，因此，在计算电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数分别要用算电抗器、直流滤波器以及电容器的初始电压和初始电流减去该设备对应的偏差值，从而得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数。另外，每一种偏差在给定的偏差范围内采用随机数模块产生随机数。

在一个实施例中，电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数为周期性参数，参数数量与谐波电压信号周期数相同；在根据电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数来计算直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值的步骤中，包括：

由于谐波电压信号为周期性信号，并且偏差值也可以是多个值，因此电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数为周期性参数，参数数量与谐波电压信号周期数相同，即电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数也是多个。

在本实施例中，可以多次计算直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值，从而得到多个直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值。其中计算的次数可以与谐波电压信号周期扩展的次数相同。

另外，最后在根据等效干扰电流和直流滤波器定值来设计直流滤波器时，选择直流滤波器定值最大值来确定直流滤波器的参数，然后根据等效干扰电流最大值来判断直流滤波器的参数是否合理，如果不合理，重新设定直流滤波器参数，直至合理为止。采用该方法可以方便地设计出最准确有效的直流滤波器。

上述本发明公开的实施例中详细描述了一种基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法，对于本发明公开的上述方法可采用多种形式的设备实现，因此本发明还公开了对应上述方法的基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计装置，下面给出具体的实施例进行详细说明。

请参阅附图4，为本发明实施例公开的一种基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计装置，包括：

信号读取模块402，用于读取谐波电压信号；

模型构建模块404，用于构建直流输电系统的直流侧模型，其中直流侧模型是由谐波电压源、电抗器、直流滤波器、电容器和极线组成的回路；

电压施加模块406，用于根据谐波电压信号向谐波电压源施加相应的谐波电压；

参数测量模块408，用于测量电抗器、直流滤波器以及电容器的电压信号和电流信号，得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数；

电流及定值计算模块410，用于根据电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数来计算直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值，等效干扰电流和直流滤波器定值用于设计直流滤波器。

在一个实施例中，还包括：

周期扩展模块，用于对谐波电压信号进行周期扩展；

电压施加模块，还用于根据周期扩展后的谐波电压信号向谐波电压源施加相应的谐波电压。

在一个实施例中，参数测量模块，还用于将测定得到的电抗器、直流滤波器以及电容器的初始电压参数分别减去对应的偏差值，得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数。

在一个实施例中，参数测量模块，还用于测定得到的电抗器、直流滤波器以及电容器的初始电流参数分别减去对应的偏差值，得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电流参数。

在一个实施例中，电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数为周期性参数，参数数量与谐波电压信号周期数相同；

电流及定值计算模块，还用于计算多个直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和多个直流滤波器定值，选择出等效干扰电流最大值和直流滤波器定值最大值。

在一个实施例中，模型构建模块，还用于采用电磁暂态仿真工具构建直流输电系统的直流侧模型。

关于基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计配置的具体限定可以参见上文中对于基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法的限定，在此不再赘述。上述基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

本发明实施例还提供了一种电磁暂态仿真设备，该电磁暂态仿真设备可以是服务器，其内部结构图可以如图5所示。该电磁暂态仿真设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、数据库和电磁暂态仿真软件。其中，电磁暂态仿真设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电磁暂态仿真设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电磁暂态仿真设备的数据库用于存储电阻等效模型、等效子模型的数据，以及存储执行计算时得到的等效电阻、工作电阻以及接触电阻。该电磁暂态仿真设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种电磁暂态仿真设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：读取谐波电压信号；构建直流输电系统的直流侧模型，其中直流侧模型是由谐波电压源、电抗器、直流滤波器、电容器和极线组成的回路；根据谐波电压信号向谐波电压源施加相应的谐波电压；测量电抗器、直流滤波器以及电容器的电压信号和电流信号，得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数；根据电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数来计算直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值，等效干扰电流和直流滤波器定值用于设计直流滤波器。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：谐波电压信号为电压系列值与时间的基波周期信号；在根据谐波电压信号向谐波电压源施加相应的谐波电压的步骤中，还包括：对谐波电压信号进行周期扩展，根据周期扩展后的谐波电压信号向谐波电压源施加相应的谐波电压。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数步骤中，包括：将测定得到的电抗器、直流滤波器以及电容器的初始电压参数分别减去对应的偏差值，得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数步骤中，包括：将测定得到的电抗器、直流滤波器以及电容器的初始电流参数分别减去对应的偏差值，得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电流参数。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：偏差值包括制造公差，制造公差为理论与实际之间的偏差，制造公差为一个偏差范围的任意值。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数为周期性参数，参数数量与谐波电压信号周期数相同；在根据电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数来计算直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值的步骤中，包括：计算多个直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和多个直流滤波器定值，选择出等效干扰电流最大值和直流滤波器定值最大值。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：构建直流输电系统的直流侧模型的步骤中，包括：采用电磁暂态仿真工具构建直流输电系统的直流侧模型。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：读取谐波电压信号；构建直流输电系统的直流侧模型，其中直流侧模型是由谐波电压源、电抗器、直流滤波器、电容器和极线组成的回路；根据谐波电压信号向谐波电压源施加相应的谐波电压；测量电抗器、直流滤波器以及电容器的电压信号和电流信号，得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数；根据电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数来计算直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值，等效干扰电流和直流滤波器定值用于设计直流滤波器。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：谐波电压信号为电压系列值与时间的基波周期信号；在根据谐波电压信号向谐波电压源施加相应的谐波电压的步骤中，还包括：对谐波电压信号进行周期扩展，根据周期扩展后的谐波电压信号向谐波电压源施加相应的谐波电压。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数步骤中，包括：将测定得到的电抗器、直流滤波器以及电容器的初始电压参数分别减去对应的偏差值，得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数步骤中，包括：将测定得到的电抗器、直流滤波器以及电容器的初始电流参数分别减去对应的偏差值，得到电抗器、直流滤波器以及电容器的电流参数。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：偏差值包括制造公差，制造公差为理论与实际之间的偏差，制造公差为一个偏差范围的任意值。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数为周期性参数，参数数量与谐波电压信号周期数相同；在根据电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数来计算直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值的步骤中，包括：计算多个直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和多个直流滤波器定值，选择出等效干扰电流最大值和直流滤波器定值最大值。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：构建直流输电系统的直流侧模型的步骤中，包括：采用电磁暂态仿真工具构建直流输电系统的直流侧模型。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

读取谐波电压信号；

构建直流输电系统的直流侧模型，其中所述直流侧模型是由谐波电压源、

电抗器、直流滤波器、电容器和极线组成的回路；

根据所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电压参数和电流参数来计算直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值，所述等效干扰电流和所述直流滤波器定值用于设计所述直流滤波器；

对所述谐波电压信号进行周期扩展，根据周期扩展后的谐波电压信号向所述谐波电压源施加相应的谐波电压；

计算多个直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和多个直流滤波器定值，选择出等效干扰电流最大值和直流滤波器定值最大值；

构建直流输电系统的直流侧模型的步骤中，包括：

采用电磁暂态仿真工具构建直流输电系统的直流侧模型。

2.根据权利要求1所述的基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法，其特征在于，得到所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电压参数和电流参数步骤中，包括：

3.根据权利要求2所述的基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法，其特征在于，得到所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电压参数和电流参数步骤中，包括：

4.根据权利要求2或3所述的基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计方法，其特征在于，偏差值包括制造公差，制造公差为理论与实际之间的偏差，制造公差为一个偏差范围的任意值。

5.一种基于电磁暂态仿真的直流滤波器设计装置，其特征在于，包括：信号读取模块，用于读取谐波电压信号；

电流及定值计算模块，用于根据所述电抗器、所述直流滤波器以及所述电容器的电压参数和电流参数来计算直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和直流滤波器定值，所述等效干扰电流和所述直流滤波器定值用于设计所述直流滤波器；

所述谐波电压信号为电压系列值与时间的基波周期信号；所述直流滤波器设计装置还包括：

周期扩展模块，用于对谐波电压信号进行周期扩展；

电压施加模块，还用于根据周期扩展后的谐波电压信号向谐波电压源施加相应的谐波电压；

电抗器、直流滤波器以及电容器的电压参数和电流参数为周期性参数，参数数量与谐波电压信号周期数相同；

电流及定值计算模块，还用于计算多个直流侧模型中输电线路的等效干扰电流和多个直流滤波器定值，选择出等效干扰电流最大值和直流滤波器定值最大值；

模型构建模块，还用于采用电磁暂态仿真工具构建直流输电系统的直流侧模型。

6.一种电磁暂态仿真设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-4所述方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-4所述方法的步骤。