[發明專利]高壓大功率儲能變流器電磁暫態快速仿真建模方法及系統

有效

• 申請號: 202110459845.7
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113190993B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 徐飛;李子欣;高范強;趙聰;高志宣;李耀華
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/3323
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙) 11482
• 代理人: 宋寶庫;屠曉旭

1.一種高壓大功率儲能變流器電磁暫態快速仿真建模方法，其特征在于，該方法包括：

步驟S10，基于拓撲分析，進行所述高壓大功率儲能變流器的解耦拆分和矩陣降維，分別建立高壓大功率儲能變流器的儲能單元、AD/DC變換器、級聯H橋變流器的等效電路；

步驟S20，根據所述儲能單元的等效電路中受控電流源I₁的電流值I₁，超級電容C₁的電容值C₁、電壓值U₁、輸入電流值I₃、等效內阻R₁的電阻值R，限流電抗L₁的電抗值L₁，以及薄膜電容C₂的電容值C₂、電壓值U₂、輸入電流值I₂，進行所述儲能單元的數字電磁暫態計算；

步驟S30，根據所述AD/DC變換器的等效電路中受控電壓源U_e1的電壓值U_e1、受控電壓源U_e2的電壓值U_e2以及二極管D₁和二極管D₂的通斷，進行所述AD/DC變換器的數字電磁暫態計算；

步驟S40，根據所述級聯H橋變流器的等效電路中A橋臂受控電壓源U_a1的電壓值U_a1、受控電壓源U_a2的電壓值U_a2，B橋臂受控電壓源U_b1的電壓值U_b1、受控電壓源U_b2的電壓值U_b2，C橋臂受控電壓源U_c1的電壓值U_c1、受控電壓源U_c2的電壓值U_c2，以及A橋臂二極管D_a1、二極管D_a2的通斷，B橋臂二極管D_b1、二極管D_b2的通斷，C橋臂二極管D_c1、二極管D_c2的通斷，進行所述級聯H橋變流器的數字電磁暫態計算；

步驟S50，基于所述儲能單元、所述AD/DC變換器以及所述級聯H橋變流器的數字電磁暫態計算結果，獲得所述高壓大功率儲能變流器的電磁暫態快速仿真模型；

所述儲能單元，其等效電路中各元件的連接關系為：所述受控電流源I₁的電流輸出端分別與所述薄膜電容C₂的一端、所述限流電抗L₁的一端相連接；所述受控電流源I₁的電流輸入端分別與所述薄膜電容C₂的另一端、所述超級電容C₁的一端相連接；所述超級電容C₁的另一端與所述等效內阻R₁的一端相連接；所述等效內阻R₁的另一端與所述限流電抗L₁的另一端相連接；

所述AD/DC變換器，其等效電路中各元件連接關系為：所述受控電壓源U_e1的正極與所述二極管D₁陰極相連接；所述二極管D₁陽極與所述二極管D₂陰極及端子AC+相連接作為橋臂電流I_arm的正輸入端；所述受控電壓源U_e2的正極與所述二極管D₂陽極相連接；所述受控電壓源U_e1的負極與所述受控電壓源U_e2的負極及端子AC-相連接作為橋臂電流I_arm的負輸入端；

所述級聯H橋變流器，其等效電路中各元件連接關系為：所述A橋臂受控電壓源U_a1、受控電壓源U_a2的負極，所述B橋臂受控電壓源U_b1、受控電壓源U_b2的負極以及所述C橋臂受控電壓源U_c1、受控電壓源U_c2的負極相連接；所述A橋臂受控電壓源U_a1的正極與A橋臂二極管D_a1的陽極相連接，A橋臂受控電壓源U_a2的正極與A橋臂二極管D_a2的陰極相連；所述B橋臂受控電壓源U_b1的正極與B橋臂二極管D_b1的陽極相連接，B橋臂受控電壓源U_b2的正極與B橋臂二極管D_b2的陰極相連；所述C橋臂受控電壓源U_c1的正極與C橋臂二極管D_c1的陽極相連，C橋臂受控電壓源U_c2的正極與C橋臂二極管D_c2的陰極相連；所述A橋臂二極管D_a1陰極、二極管D_a2陽極和端子A相連；所述B橋臂二極管D_b1陰極、二極管D_b2陽極和端子B相連；所述C橋臂二極管D_c1陰極、二極管D_c2陽極和端子C相連。