[发明专利]后向离散状态事件驱动电力电子仿真方法、设备和介质

权利要求书

1.一种后向离散状态事件驱动电力电子仿真方法，包括：仿真初始化和第k步的仿真计算，k≥0，

其中第k步的仿真计算包括以下步骤：

S1：生成第k步的系统状态方程，

该步骤包括：以各状态变量的量化函数对其进行离散化，以及基于各状态变量的量化函数值所构成的向量、电路拓扑信息和外部控制信号判断系统状态，求取第k步时的系统状态方程；

S2：确定各状态变量在第k+1步的候选量化函数值，

该步骤包括：找出距离各状态变量在第k步的值最近的相邻上下切分节点，作为在第k+1步的候选量化函数值；

S3：建立有限状态机，逐个确定各状态变量在第k+1步的量化函数值，

该步骤包括：基于状态变量的导数-该导数是关于第k+1步的量化函数值的多元线性函数，建立包括四个状态的有限状态机，在每一个状态依据导数的极值信息、系统状态方程的雅克比矩阵、以及各自由变量对极值的影响程度，动态地对系统进行降维解耦，由此逐个确定各状态变量在k+1步时的量化函数值；

S4：基于所述第k+1步的量化函数值和所述系统状态方程计算导数向量，

该步骤包括：用所述第k+1步的量化函数值代替状态变量，代入到所述系统状态方程计算导数向量，并对其进行后处理，由此得到最终导数向量；

S5：基于事件发生的时刻，确定第k+1步仿真计算的时刻，

该步骤包括：确定各事件发生的时刻，并选取其中最早的时刻作为第k+1步仿真计算的时间戳，所述事件包括状态变量事件和非状态变量事件，其中所述状态变量事件包括状态变量到达第k+1步的量化函数值，基于所述最终导数向量计算所述状态变量事件发生的时刻。

2.根据权利要求1所述的后向离散状态事件驱动电力电子仿真方法，其特征在于，在所述步骤S1中，状态变量x_i的量化函数为：

其中：i＝1，2，...，n，n为状态变量的个数，节点间距Δq_i为离散区间的长度，ε_i是用于防止Q_i陷入跳变死循环的滞环宽度。

3.根据权利要求1所述的后向离散状态事件驱动电力电子仿真方法，其特征在于，在所述步骤S2中：

距离各状态变量x_i^(k)最近的相邻上下切分节点为下式中表示的q_i^(k)+和q_i^(k)-，作为在第k+1步的候选量化函数值，即Q_i^(k+1)的候选取值：

其中，q_is为切分节点，m为离散区间的个数。

4.根据权利要求1所述的后向离散状态事件驱动电力电子仿真方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述后处理包括将不满足方向一致性的状态变量的对应导数分量调整为0，以及根据电力电子系统的电应力对导数模值进行限幅修正。

5.根据权利要求4所述的后向离散状态事件驱动电力电子仿真方法，其特征在于，所述限幅修正包括以上界对导数模值进行限幅：

其中|U|_max和|I|_max为系统电容电压和电感电流的稳态峰值，Lmin和Cmin为等效电感和等效电容的最小值，β为限幅系数。

6.根据权利要求1所述的后向离散状态事件驱动电力电子仿真方法，其特征在于，在所述步骤S5中：

所述非状态变量事件包括以下事件中的一个或多个：主动源和受控源激励改变、开关器件动作、器件内部暂态过程状态切换、和控制电路采样。

7.根据权利要求6所述的后向离散状态事件驱动电力电子仿真方法，其特征在于，所述步骤S5还包括在发生事件的情况下更新状态变量的值。