[发明专利]电力电子器件的仿真方法、装置、终端设备及存储介质

说明书

本发明公开了电力电子器件的仿真方法、装置、终端设备及存储介质，包括：构建待仿真电力电子器件的参数化三维模型；采用参数化三维模型对预设的样本点进行仿真计算，得到各样本点下的全自由度解；将样本点下的全自由度解作为待仿真参数的全自由度解的样本空间；其中，样本点、待仿真参数为参数化三维模型的结构位置参数和材料参数的一种或两种，且待仿真参数、样本点的参数类型一一对应；基于样本空间构建参数化三维模型中用于仿真计算的低维刚度矩阵；将待仿真参数输入到低维刚度矩阵，得到待仿真电力电子器件的仿真结果，能有效提高电力电子器件仿真的分析效率，并大大降低了计算复杂度。

技术领域

本发明涉及电力电子器件仿真技术领域，尤其涉及电力电子器件的仿真方法、装置、终端设备及存储介质。

背景技术

随着电力系统电压等级的提高，对系统内电气设备的性能要求也随之提高。在高压换流站中换流阀是一种非常重要的设备，而电力电子开关器件是阀的组件。开关器件在通过大电流以及在开断过程中会产生通流损耗和开关损耗，这部分能量损耗会转发成热需要及时散出去，否则会造成阀的运行温度过高而老化，或由于局部温度过高而导致器件损坏。因此深入研究电力电子器件的热和散热特性，合理地设计电力电子器件或模块的材料结构参数，将有利于保障换热站安全可靠稳定运行。但在采用有限元法进行热分析时，由于电力电子器件尺寸小、各层分界面多、多个电力电子器件组成的模块形成的计算模型进行网格剖分后，计算量大导致效率低下。

发明内容

本发明实施例提供电力电子器件的仿真方法、装置、终端设备及存储介质，能有效提高电力电子器件仿真的分析效率，并大大降低了计算复杂度。

本发明一实施例提供一种电力电子器件的仿真方法，包括：

构建待仿真电力电子器件的参数化三维模型；

采用所述参数化三维模型对预设的样本点进行仿真计算，得到各所述样本点下的全自由度解；

将所述样本点下的全自由度解作为待仿真参数的全自由度解的样本空间；其中，所述样本点、所述待仿真参数为所述参数化三维模型的结构位置参数和材料参数的一种或两种，且所述待仿真参数、所述样本点的参数类型一一对应；

基于所述样本空间构建所述参数化三维模型中用于仿真计算的低维刚度矩阵；

将所述待仿真参数输入到所述低维刚度矩阵，得到所述待仿真电力电子器件的仿真结果。

作为上述方案的改进，所述构建待仿真电力电子器件的参数化三维模型，具体包括：

构建所述待仿真电力电子器件的几何模型；

提取所述几何模型的结构位置参数及其对应的材料参数；

根据所述结构位置参数和所述材料参数，构建所述几何模型对应的参数化三维模型。

作为上述方案的改进，所述构建待仿真电力电子器件的参数化三维模型，还包括：

设置所述几何模型中几何部件的结构位置参数对应的材料参数；

采用预设的能量耗损模型确定热荷载，编制工况信息；

确定求解设置参数；

根据所述结构位置参数、所述材料参数、所述工况信息和所述求解设置参数，对所述几何模型进行参数化建模，得到所述参数化三维模型。

作为上述方案的改进，所述基于所述样本空间构建所述参数化三维模型中用于仿真计算的低维刚度矩阵，具体包括：

所述低维刚度矩阵由以下公式确定，具体公式如下：

U^Tk(x)Uα＝U^Tq

其中，