本发明属于柔性直流输电，具体涉及一种高海拔特高压柔性直流换流阀塔的设计评估方法及系统。
背景技术：
1、柔性直流输电由于具有可控性、灵活性和稳定性，在分布式发电、孤岛和城市扩容供电中前景广阔，是未来长远距离、大容量直流输电的发展方向，开发高可靠性的换流阀设备是最核心的技术。
2、特高压柔性直流技术可实现大规模风光等清洁能源远距离输送，且能够有效解决常规直流技术在接入交流系统要求高、易发生换相失败、难以构建多端直流等突出问题，为新能源大规模送出最佳选择。
3、然而，由于高海拔地区极端温度低、昼夜温差大、宇宙射线强、海拔高度地震设防烈度高的特点，在常规海拔地区(2000m以下)，±800kv柔性直流换流阀塔高度在15米以上，在高海拔高地震烈度环境下，由于高海拔地区空气稀薄，导致空气中的绝缘水平降低，需要加大两个导电体之间的距离才能满足绝缘水平的要求，从而±800kv柔性直流换流阀塔在高海拔地区，整体高度将在17米以上，特别是增高的高度主要集中在换流阀塔底部的支撑绝缘子上，换流阀塔底部支柱绝缘子高度也将达到11米以上，针对柔性直流换流阀塔“头重脚轻”的特点，高度的增加给柔性直流换流阀塔的整体强度带来极为不利的影响。另外常规海拔地区(2000m以下)柔性直流换流阀塔的地震设防烈度一般都在8级(地震动峰值加速度0.2g)及8级以下，高海拔地区往往伴随着高的设防烈度要求，从而导致柔性直流换流阀塔的地震设防提升到9级烈度(地震动峰值加速度0.4g)。
4、目前，特高压柔性直流换流阀塔无法根据全要素要求，进行抗震性能设计，导致所设计出来的特高压柔性直流换流阀塔无法满足高海拔电力抗震的标准化要求。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的特高压柔性直流换流阀塔无法根据全要素要求，进行抗震性能设计，导致所设计出来的特高压柔性直流换流阀塔无法满足高海拔电力抗震要求问题，本发明提供了一种高海拔特高压柔性直流换流阀塔的设计评估方法，根据特高压柔性直流换流阀使用的全要素要求，进行设计及评估，使得所设计出的特高压柔性直流换流阀塔满足高海拔电力抗震要求。
2、为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
3、一种高海拔特高压柔性直流换流阀塔的设计评估方法，包括设计阶段及评估阶段：
4、所述设计阶段包括：
5、根据特高压柔性直流换流阀塔的电气性要求计算空气净距及爬距；
6、根据高海拔高抗震环境的要求，获取特高压柔性直流换流阀抗震薄弱点；
7、基于空气净距及爬距、以及特高压柔性直流换流阀抗震薄弱点，进行特高压柔性直流换流阀塔的整体结构布局设计；
8、所述评估阶段包括：
9、根据特高压柔性直流换流阀塔的整体结构布局设计，进行高海拔高地震烈度环境下阀塔评估，判断是否满足高海拔电力抗震要求，若满足要求，则完成对特高压柔性直流换流阀塔的设计。
10、作为本发明的进一步改进，所述根据特高压柔性直流换流阀塔的电气性要求计算空气净距及爬距，包括：
11、根据标准气象条件及阀厅内部设计输入参数得到绝对湿度及相对空气密度；
12、基于绝对湿度及相对空气密度获取冲击电压下净距及最小空气净距。
13、作为本发明的进一步改进，所述根据标准气象条件及阀厅内部设计输入参数得到绝对湿度，具体表示如下：
14、
15、式中，h为绝对湿度；r为阀厅内部设计相对湿度最低值；t为阀厅内部设计空气温度最高值。
16、作为本发明的进一步改进，所述根据标准气象条件及阀厅内部设计输入参数得到相对空气密度，具体表示如下：
17、
18、式中，δ为相对空气密度；b为阀厅内部设计大气压强；b0为标准气象条件下的大气压强；t为阀厅内部设计空气温度最高值；t0为标准气象条件下空气温度。
19、作为本发明的进一步改进，所述基于绝对湿度及相对空气密度获取冲击电压下净距，具体表示如下：
20、
21、式中，k为冲击系数；h为绝对湿度；δ为相对空气密度。
22、作为本发明的进一步改进，所述最小空气净距包括：
23、对于操作冲击电压，最小空气净距计算：
24、
25、式中，kj为间隙系数；u50为标准大气条件下的50％放电电压，为空气间隙系数，uw为标准大气条件下的放电电压；
26、对于雷电冲击电压，最小空气净距计算：
27、
28、式中，kli为雷电间隙系数。
29、作为本发明的进一步改进，所述根据高海拔高抗震环境的要求，从阀塔整体强度出发，开展高海拔高地震烈度环境下阀塔强度仿真，获取特高压柔性直流换流阀抗震薄弱点。
30、作为本发明的进一步改进，所述特高压柔性直流换流阀塔的整体结构布局设计包括阀塔支撑安装结构设计、连接结构设计、外观设计及材料选择。
31、作为本发明的进一步改进，所述根据特高压柔性直流换流阀塔的整体结构布局设计，进行高海拔高地震烈度环境下阀塔评估，若评估仿真结果不满足高海拔电力抗震要求，则根据高海拔高抗震环境的要求，重新进行特高压柔性直流换流阀塔的设计，直至设计得到特高压柔性直流换流阀塔满足高海拔电力抗震。
32、一种特高压柔性直流换流阀塔的设计评估系统，包括：
33、计算模块：用于根据特高压柔性直流换流阀塔的电气性要求计算空气净距及爬距；
34、抗震信息模块：用于根据高海拔高抗震环境的要求，获取特高压柔性直流换流阀抗震薄弱点；
35、设计模块：用于基于空气净距及爬距、以及特高压柔性直流换流阀抗震薄弱点，进行特高压柔性直流换流阀塔的整体结构布局设计；
36、评估模块：用于根据特高压柔性直流换流阀塔的整体结构布局设计，进行高海拔高地震烈度环境下阀塔评估，判断是否满足高海拔电力抗震要求，若满足要求，则完成对特高压柔性直流换流阀塔的设计。
37、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
38、本发明的目的在于提供一种高海拔高抗震烈度环境下，特高压柔直换流阀塔机械强度及抗震性能设计评估方法，通过根据特高压柔性直流换流阀塔的电气性要求精确计算空气净距及爬距，可以确保阀塔在运行过程中具有足够的电气间隙，防止电气故障的发生。同时，针对高海拔高抗震环境的要求，获取特高压柔性直流换流阀的抗震薄弱点，可以针对性地加强这些部位的设计，提高整个阀塔的抗震性能。本发明基于空气净距、爬距以及抗震薄弱点的综合考量，进行特高压柔性直流换流阀塔的整体结构布局设计，能够确保阀塔在满足电气性能的同时，也具备良好的机械性能和抗震性能。这样的布局设计可以最大化地发挥阀塔的性能优势，同时减少不必要的材料和结构浪费。最后，本发明通过评估阶段对高海拔高地震烈度环境下阀塔的性能进行评估，可以判断其是否满足高海拔电力抗震要求。这种评估能够确保阀塔在实际运行环境中的安全性和可靠性，避免因设计不当而导致的安全事故或性能下降。
1.一种高海拔特高压柔性直流换流阀塔的设计评估方法，其特征在于，包括设计阶段及评估阶段：
2.根据权利要求1所述的一种高海拔特高压柔性直流换流阀塔的设计评估方法，其特征在于，所述根据特高压柔性直流换流阀塔的电气性要求计算空气净距及爬距，包括：
3.根据权利要求2所述的一种高海拔特高压柔性直流换流阀塔的设计评估方法，其特征在于，所述根据标准气象条件及阀厅内部设计输入参数得到绝对湿度，具体表示如下：
4.根据权利要求2所述的一种高海拔特高压柔性直流换流阀塔的设计评估方法，其特征在于，所述根据标准气象条件及阀厅内部设计输入参数得到相对空气密度，具体表示如下：
5.根据权利要求2所述的一种高海拔特高压柔性直流换流阀塔的设计评估方法，其特征在于，所述基于绝对湿度及相对空气密度获取冲击电压下净距，具体表示如下：
6.根据权利要求2所述的一种高海拔特高压柔性直流换流阀塔的设计评估方法，其特征在于，所述最小空气净距包括：
7.根据权利要求1所述的一种高海拔特高压柔性直流换流阀塔的设计评估方法，其特征在于，所述根据高海拔高抗震环境的要求，从阀塔整体强度出发，开展高海拔高地震烈度环境下阀塔强度仿真，获取特高压柔性直流换流阀抗震薄弱点。
8.根据权利要求1所述的一种高海拔特高压柔性直流换流阀塔的设计评估方法，其特征在于，所述特高压柔性直流换流阀塔的整体结构布局设计包括阀塔支撑安装结构设计、连接结构设计、外观设计及材料选择。
9.根据权利要求1所述的一种高海拔特高压柔性直流换流阀塔的设计评估方法，其特征在于，所述根据特高压柔性直流换流阀塔的整体结构布局设计，进行高海拔高地震烈度环境下阀塔评估，若评估仿真结果不满足高海拔电力抗震要求，则根据高海拔高抗震环境的要求，重新进行特高压柔性直流换流阀塔的设计，直至设计得到特高压柔性直流换流阀塔满足高海拔电力抗震。
10.一种特高压柔性直流换流阀塔的设计评估系统，其特征在于，包括：
