[发明专利]一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法

说明书

本发明公开一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法，包括：1建立状态空间方程；2启动仿真；3更新开关组状态，计算参数矩阵并存储；4迭代求解获得稠密输出时刻t_dense和稠密输出状态变量；5判断是否发生开关动作，若是，则设f_sy＝1和到步骤7，否则到步骤6；6判断是否f_sy＝0，若是，到步骤11，若否，到步骤9；7计算开关动作时刻t_inter和开关动作状态变量；8判断开关状态是否曾发生过，若是，则读取已有数据和到步骤4，否则到步骤3；9定位下一仿真步长，计算状态变量和设置f_sy＝0；10判断是否t_dense＞t_inter，若是，则重新计算稠密输出状态变量，否则到步骤11；11计算输出变量；12判断当前时间是否小于仿真总时长，若是，到步骤4，否则结束仿真。本发明计算精度高。

技术领域

本发明涉及电力电子插值算法技术领域，尤其涉及一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法。

背景技术

随着电力电子设备的大规模应用，电力系统面临前所未有的复杂动态特性的耦合和运行控制方面的挑战。考虑到电力电子设备的高频动作和控制系统之间的相互影响，可以实现微秒级仿真的电磁暂态仿真成为仿真工具的首选。但是，随着系统规模和复杂度的增加，电磁暂态仿真在计算效率和精度上的矛盾愈发突出，传统的电磁暂态仿真方法难以满足需求，亟需一种在计算效率和精度上有所突破的电磁暂态仿真方法。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法，该方法是基于矩阵指数稠密输出进行计算的，不仅计算效率快，且精度高，能满足高频动作和复杂的电力系统的仿真计算。

为实现上述目的，本发明一实施例提供了一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法，包括以下步骤：

1)获取电力电子电路的仿真系统，建立所述仿真系统的状态空间方程为：

其中，t表示时间，x表示状态变量，u表示输入变量，y表示输出变量，p表示独立开关组的数量；A_i，B_i，C，D是状态方程的参数矩阵；S_i表示第i个独立开关组的状态，闭合为1，断开为0，i＝0，1，...，p；

2)设置仿真步长为Δt，仿真的初始时刻t₀＝0，仿真总时长为T_end，设置初始状态为x₀，当前时步数n＝0，启动仿真计算；

3)根据当前状态变量，更新所述状态空间方程中的所有开关组状态S_i，计算S_i＝1对应的参数矩阵A_i，B_i，C，D并存储；

4)使用Padé[1/2]近似的指数积分公式从当前时刻t_n迭代求解至t_n+Δt时刻，获得稠密输出时刻t_dense和对应的稠密输出点的稠密输出状态变量x_dense；其中，n≥0；

5)判断所述仿真系统在当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间是否发生开关动作，如果是，则设置重同步标志位为1，并进入步骤7)，否则进入步骤6)；

6)判断重同步标志位是否为0，若是，进入步骤11)，若否，进入步骤9)；

7)使用具有三阶精度的插值公式计算当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间最早的开关动作时刻t_inter和对应的开关动作状态变量x_inter，并更新当前时刻t_n＝t_inter和开关组的状态S_i；