n算丫守？ 为最后一个脉冲允许的储能电容模组放电最小电压；
[0033] (8)根据脉冲放电过程计算结果求取滤波电感与滤波电容值。
[0034] 进一步的，步骤（4)的具体内容为：
[0035] a)从首个脉冲开始，将电站在脉冲放电间隔内能够提供的最大能量和脉冲放电 期间内能够提供的最大能量之和W8_。"__+18_"__￡与各个脉冲的理论能量1比 较，直到大于或等于第i个脉冲的理论能量Qi为止，继而得到对c' _校验的每 个循环需要进行校验的脉冲个数i-1 ;
[0036] b)将一个容量为c' _、额定电压为U。，的储能电容作为消磁电源的储能模组，并 对这个模组进行逐步放电计算；
[0037] c)对此储能模组每次放电后电压是否满足大于或等于步骤（2)中计算得 到的脉冲允许的储能电容模组放电最小电压进行校验，如果不满足，则按照c' _ = c'咖><(1+1(。"__)修正c'SUffl后，返回步骤b)，直到本轮校验中前Neheek个脉冲所 允许的储能电容模组放电最小电压均小于或等于储能模组的放电后电压为止，并进入步骤 d)；
[0038] d)根据公式N'=(NseiMSXrsum) /csingle计算出储能电容模组总数初 值N'，将N'。__乘以KsafM_N并取整，便得到与电站功率P#id匹配的考虑一定安 全冗余的储能电容模组总数凡__，继而得到考虑一定安全冗余的储能电容容量Csum = ^c-sum^^single' ^series*
[0039] 其中，为电站在脉冲放电间隔内供给储能电容模组的最大能量，由公式 ng-。确定，！\"为脉冲放电间隔时间，ng-。为电站经前级充电控制器 向储能电容模组充电的效率，心___。_。_为需要的储能电容容量修正系数，(^_为初步选 定的储能电容单体容量，Ksafa_N为储能电容模组数安全冗余系数，其值大于1。
[0040] 进一步的，步骤（5)中按照如下方法对得到的所有单个储能电容工作组进行分 组：将N_VOTte个储能电容工作组全部视为正常工作组，N_vertCT个正常工作组平均分成两 个大组，每个大组有N__to/2个储能电容工作组，再将一个大组均分成两个小组，每个小 组有N_V6rtCT/4个储能电容工作组，再将每个小组分成N_V6rtOT/4个最小组，最小组即为单 个储能电容工作组。
[0041] 进一步的，步骤（8)中，后级变换器不采用交错并联电路，按照如下方式求取滤 波电感与滤波电容值：
[0042] 根据公式
计算出后级变换器采用降压方 式下第i个脉冲放电时满足电感电流连续的最小滤波电感或根据公式 CN104882949AIXm-fJ 5/15 页
计算出后级变换器采用升降压方式下第i个脉冲放电 时满足电感电流连续的最小滤波电感
[0043] 对数组[Lnvb。L2_lvb。gggLNpulse_lvb。]取最大值得到正常工作组对应的电感值 Lnmial，将降压方式时的最小电感LnOTal代入公i
_求得后 级变换器梁用降压方式时滿足各脉冲电压波动为八仏要求的最小滤波电容值，或 根S
求得后级变换器采用升降压方式时的最小滤波电容值 Citb-b，对数组LCnvb〇C2_Lvb〇gggCNpulsrtvb。]取最大值得到正常工作组对应的滤波电容值 ^normal?
[0044] 其中，为第i个脉冲放电时后级变换器的最大输入电压，U由公式 Uiimax=U求得，UHn_min为第i个脉冲放电时后级变换器的最小输入电压，U 由公式求得，Ts后级变换器的开关周期，h为电感安全冗余系数， AUhipple为第i个脉冲理论放电电压允许的电压波动值，由公式AUi_Hpple=KAUXUi算得， 数组[Lnvb。L2_^。gggLNpulsrtvb。]满足所有工作组电感电流连续的最小滤波电感数组，即
[Ll-Lvbo-buck Lg-Lvbo-buckgggLNpulse-Lvb0-buck][L]_-Lvbo-b-bk-Lvbo-b-bgggLNp ulse-Lvbo-b-b]，数组[C 1-Lvbo c2-Lvb。ggg cNpulse_Lvb。]满足所有工作组电压波动要求的最小滤波电容数组，即[Ci-g-b ?2-Lvbo-bgggCNpulse-Lvbo-b]或[。1-Lvbo-b-b。2-Lvb0-b~bgggCNpulse-Lvb0-b-b-l °
[0045] 进一步的，步骤（8)中，后级变换器采用NintOT_paMllel路交错并联的buck电路或 Nint^^allel路交错并联的buck-boost电路时，按照如下方式求取滤波电感与滤波电容值：
[0046] 首先按照如下方式初步求取滤波电感值和滤波电容：
[0047]根据公式
计算出后级变换器采用降压方 式下第i个脉冲放电时满足电感电流连续的最小滤波电感或根据公式
i计算出后级变换器采用升降压方式下第i个脉冲放电时 满足电感电流连续的最小滤波电感
[0048] 对数组[Um。L2_lvb。gggL^vb。]取最大值得到正常工作组对应的电感 值LnOTal，对数组[Lrtvb。Lx+1+b。gggLNpulsrtvb。]取最大值得到小电流特殊组对应的 电感值L_al，将降压方式时的最小电感Lmin=L_31或Lmin=L_ial分别代入公式
求得后级变换器采用降压方式时满足各脉冲电压波动为A仏 要求的最小滤波电容值，或根据
i求得后级变换器采用 升降压方式时的最小滤波电容值CHV_b_b;
[0049] 对数组[Cnvb。C2_lvb。ggg(；+?]取最大值得到正常工作组对应的滤波电容值 C_al，对数组[Crfvb。Cx+1_bb。gggCNpulsrtvb。]取最大值得到小电流特殊组对应的滤波电容值 ?special;
[0050] 然后按照如下方式修正滤波电感值和滤波电容：
[0051] 根据下式对上述方式中求得的滤波电感值进行修正：
[0052] L normal L normai/N inter-parallel ^ -^-paral 1 el~L^^ L special ^ special^ \j2 XK ? A inter-parallel八IYparallel-lJ
[0053] 对于后级变换器采用降压式时，按下面方式修正滤波电容：将修正后的滤波电感 值Lmin=L' ^^带入公式
S新求取正常工作组对应的滤波电 容值CnOTal和小电流特殊组对应的滤波电容值Csrrecdal;
[0054] 对于后级变换器采用升降压式，按下面方式修正滤波电容：
[0055]Cnormal ^ normal/^ inter-parallel ^ ^parallel-C
[0056]Cspecial ^ special/^ inter-parallel ^ ^parallel-C?
[0057]其中，KpaMlld为变换器采用交错并联方式时电感的安全系数，KpaMllel_。为升降压 式后级变换器采用交错并联方式时电容的冗余系数。
[0058] 有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
[0059] 本发明在进行超级电容组数确定时考虑了一定的安全冗余，在进行超级电容模组 放电方案设计时，每个放电阶段都包含冗余机制，正常放电组之间的互相备用冗余，后级变 换器内部同样也加入了冗余机制，即Nim"_paMllel+l路并联冗余机制，进一步将消磁电源的 可靠性提高，相当于每个变换器电路有冗余，总输出电路又有冗余，可靠性很高。理论上多 相多重斩波电路输出总电流的最大脉动率（脉动幅值与平均值之比）与相数平方成反比， 并且脉动频率提高，因此，当控制输出电流最大脉动率一定时，多相多重斩波电路所需要的 平波电抗器电感量比单个单元斩波电路大为减小。每路降压电路或升降压电路承担的平均 电流较小，开关器件容易选择，开关频率相应提高，可以进一步降低滤波电感量的要求。
【附图说明】
[0060] 图1为本发明所述的消磁电源系统逻辑框图；
[0061] 图2为本发明所述的消磁电源系统方案；
[0062] 图3为本发明的程序流程图；
[0063] 图4为本发明计算与电站供电功率匹配的储能电容容量值时的放电原理图；
[0064] 图5为本发明进行电容模组分组示意图；
[0065]图6为本发明所述的消磁电源典型输出电流波形；
[0066]图7为本发明所述的需求电站供电功率与电容组数关系图；
[0067]图8为本发明设计的放电方案电容模组分组示意图；
[0068]图9为本发明设计的放电方案中单个大组内的"3+3"电容模组分组示意图；[0069]图10为本发明设计的六相六重升降压电路交错并联电路图；
[0070]图11为本发明具体实施例设计的消磁电源仿真脉冲电流输出波形图。
【具体实施方式】
[0071] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
[0072] 本发明方法所针对的高可靠性贮能消磁电源由整流器1、充电控制器2、储能超级 电容3、后级恒流变换器4、电流换向装置5、系统监控器6组成；整流器1、充电控制器2、储 能超级电容3、后级恒流变换器4、电流换向装置5顺序串接，系统监控器6通过通信线与充 电控制器2、储能超级电容3、后级恒流变换器4、电流换向装置5通信，结构图如图1所示。 消磁电源系统接受交流电站的交流电能量，经过整流、储能、变换、换向等环节后，为负载提 供正负交替、逐步衰减的间歇脉冲电流。
[0073] 图5所示为消磁电源典型输出电流波形。下面将对性能指标如下的消磁电源进行 储能电容和滤波电感、电容选定设计，以此来说明本发明的技术方法。
[0074] 性能指标：a?输出电流：50-4000A连续可调；
[0075]b?输出电压：0_650VDC连续可调；
[0076]c?负载电阻：< 0? 1625Q;
[0077]d.输出电流波形：脉冲式正负交替，按等差或指数规律递次衰减，超调量：< 2% (按单个脉冲）；
[0078]e?脉冲宽度：5-10s;
[0079]f?脉冲间隔：15-20s;
[0080] g?脉冲个数：50个