[发明专利]场路耦合的实现方法、装置、设备及介质

说明书

本发明公开了一场路耦合的实现方法，包括获取谐波电路的电路模型和所述谐波电路中断路器的电弧模型；其中，所述谐波电路为输入谐波激励的电路；根据预设的时长与步长，获取初始时刻的所述电路模型的元器件参数和所述元器件参数中的电弧电流；其中，所述元器件参数包括元器件的电压与电流；根据所述电弧电流和初始电弧阻抗，获取所述步长内所述电弧模型的电弧电压；根据所述电弧电压与所述电弧电流更新所述电弧阻抗；基于所述电路模型，根据所述元器件参数与所述更新后的电弧阻抗，更新所述元器件参数和所述元器件参数中的电弧电流，直至迭代达到预设的迭代步数，实现了场路耦合。

背景技术

高压直流输电中所采用的换流装置是一种典型的非线性电子装置，它在电能传输的过程中会在换流变的交直流侧产生各种谐波，包括特征谐波、非特征谐波。谐波对断路器的选型和安全稳定运行有重要的影响，因系统存在谐波，导致断路器开断的电流不是正弦波形，di/dt影响到触头间恢复电压的幅值及变化率和触头间的介质恢复强度。如果恢复电压幅值抬高，超过触头间的介质恢复强度，或者恢复电压变化率太大，超过触头间的绝缘强度在熄弧后的恢复速度，断口会被恢复电压击穿，电弧会重燃，导致切换或开断失败，严重时会导致断路器故障或电网的停电事故发生。

上个世纪90年代以来，国内外学者针对电弧仿真展开了大量的研究工作。近年来，随着商业软件的普及，在理论研究的基础上，磁流体动力学方法已经开始应用到SF6断路器实际产品喷口结构的优化上，目前关于电弧仿真，特别是在实现电路和电弧开断的场路联合耦合仿真研究中，所施加的交流或直流源为静态电源，并未考虑到整个输电系统的系统参数对电弧输入电流的影响，特别是系统存在谐波下，谐波会影响到系统参数，进而系统参数影响电弧输入电流，导致电弧与电弧开断的场路联合耦合仿真研究中会存在误差。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一场路耦合的实现方法，能考虑到系统参数，精确的实现场路耦合。

第一方面，本发明提供了一场路耦合的实现方法，包括：

获取谐波电路的电路模型和所述谐波电路中断路器的电弧模型；其中，所述谐波电路为输入谐波激励的电路；

根据预设的时长与步长，获取初始时刻的所述电路模型的元器件参数和所述元器件参数中的电弧电流；其中，所述元器件参数包括元器件的电压与电流；

根据所述电弧电流和初始电弧阻抗，获取所述步长内所述电弧模型的电弧电压；

根据所述电弧电压与所述电弧电流更新所述电弧阻抗；

基于所述电路模型，根据所述元器件参数与所述更新后的电弧阻抗，更新所述元器件参数和所述元器件参数中的电弧电流，直至迭代达到预设的迭代步数。

在第一方面的第一种可能实现方式中，所述根据预设的时长与步长，获取初始时刻的所述电路模型的元器件参数和所述元器件参数中的电弧电流；其中，所述元器件参数包括元器件的电压与电流包括：

根据预设的时长与步长，计算获取所述预设时长内的不同初始时刻的所述电路模型中元器件参数；

以所述断路器初始燃弧时刻作为初始时刻，获取对应的所述电路模型中元器件参数和所述元器件参数中的电弧电流。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述根据预设的时长与步长，计算获取所述预设时长内不同初始时刻的所述电路模型中元器件参数包括：

获取预设阻抗；

根据所述预设的时长、步长与阻抗，计算获取所述预设时长内不同初始时刻的所述电路模型中元器件参数。

在第一方面的第三种可能实现方式中，所述电弧模型为根据有限元分析，对质量守恒方程、动量守恒方程、能量方程及麦克斯韦方程联立求解得到的。