[發明專利]電力電子器件的仿真方法、裝置、終端設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202010024766.9
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111209675B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 厲天威;劉磊;羅兵;項陽;李斌;李敏;唐力
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06T17/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

本發明公開了電力電子器件的仿真方法、裝置、終端設備及存儲介質，包括：構建待仿真電力電子器件的參數化三維模型；采用參數化三維模型對預設的樣本點進行仿真計算，得到各樣本點下的全自由度解；將樣本點下的全自由度解作為待仿真參數的全自由度解的樣本空間；其中，樣本點、待仿真參數為參數化三維模型的結構位置參數和材料參數的一種或兩種，且待仿真參數、樣本點的參數類型一一對應；基于樣本空間構建參數化三維模型中用于仿真計算的低維剛度矩陣；將待仿真參數輸入到低維剛度矩陣，得到待仿真電力電子器件的仿真結果，能有效提高電力電子器件仿真的分析效率，并大大降低了計算復雜度。

技術領域

本發明涉及電力電子器件仿真技術領域，尤其涉及電力電子器件的仿真方法、裝置、終端設備及存儲介質。

背景技術

隨著電力系統電壓等級的提高，對系統內電氣設備的性能要求也隨之提高。在高壓換流站中換流閥是一種非常重要的設備，而電力電子開關器件是閥的組件。開關器件在通過大電流以及在開斷過程中會產生通流損耗和開關損耗，這部分能量損耗會轉發成熱需要及時散出去，否則會造成閥的運行溫度過高而老化，或由于局部溫度過高而導致器件損壞。因此深入研究電力電子器件的熱和散熱特性，合理地設計電力電子器件或模塊的材料結構參數，將有利于保障換熱站安全可靠穩定運行。但在采用有限元法進行熱分析時，由于電力電子器件尺寸小、各層分界面多、多個電力電子器件組成的模塊形成的計算模型進行網格剖分后，計算量大導致效率低下。

發明內容

本發明實施例提供電力電子器件的仿真方法、裝置、終端設備及存儲介質，能有效提高電力電子器件仿真的分析效率，并大大降低了計算復雜度。

本發明一實施例提供一種電力電子器件的仿真方法，包括：

構建待仿真電力電子器件的參數化三維模型；

采用所述參數化三維模型對預設的樣本點進行仿真計算，得到各所述樣本點下的全自由度解；

將所述樣本點下的全自由度解作為待仿真參數的全自由度解的樣本空間；其中，所述樣本點、所述待仿真參數為所述參數化三維模型的結構位置參數和材料參數的一種或兩種，且所述待仿真參數、所述樣本點的參數類型一一對應；

基于所述樣本空間構建所述參數化三維模型中用于仿真計算的低維剛度矩陣；

將所述待仿真參數輸入到所述低維剛度矩陣，得到所述待仿真電力電子器件的仿真結果。

作為上述方案的改進，所述構建待仿真電力電子器件的參數化三維模型，具體包括：

構建所述待仿真電力電子器件的幾何模型；

提取所述幾何模型的結構位置參數及其對應的材料參數；

根據所述結構位置參數和所述材料參數，構建所述幾何模型對應的參數化三維模型。

作為上述方案的改進，所述構建待仿真電力電子器件的參數化三維模型，還包括：

設置所述幾何模型中幾何部件的結構位置參數對應的材料參數；

采用預設的能量耗損模型確定熱荷載，編制工況信息；

確定求解設置參數；

根據所述結構位置參數、所述材料參數、所述工況信息和所述求解設置參數，對所述幾何模型進行參數化建模，得到所述參數化三維模型。

作為上述方案的改進，所述基于所述樣本空間構建所述參數化三維模型中用于仿真計算的低維剛度矩陣，具體包括：

所述低維剛度矩陣由以下公式確定，具體公式如下：

U^Tk(x)Uα＝U^Tq

其中，