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题名基于高阶数值积分的恒导纳-双值电流源开关模型
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作者
杜金鹏
王康
汪光森
刘著
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机构
电磁能技术全国重点实验室(海军工程大学)
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出处
《电工技术学报》
北大核心
2025年第19期6242-6256,共15页
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基金
国家自然科学基金面上资助项目(51477179)。
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文摘
在电力电子系统电磁暂态仿真中,电力电子开关模型是影响仿真精度和效率的关键。L/C恒导纳开关模型具备导纳矩阵恒定、实时仿真效率高的优势,但特有的暂态误差与虚拟功率损耗问题会影响仿真精度。为减小虚拟损耗、提高仿真精度,提出一种基于高阶数值积分的恒导纳-双值电流源开关模型。首先,以Z变换下传递函数的极点分布规律判断开关结构稳定性,确定开关等效结构。其次,提出一种高阶隐式积分作为模型离散方法,并以导纳恒定、稳态特性、暂态特性为约束条件确定模型最优参数。此外,为减少高阶积分计算量,进一步减小虚拟功率损耗,提出一种稳态恒定化技术用于历史电流源的求解。最后,以两电平变换器为实验对象,搭建实时仿真硬件平台进行仿真验证。仿真结果表明,与传统L/C恒导纳及改进模型相比,所提开关模型的虚拟功率损耗可减小83%~98%,持续振荡时间可减少33%~36%,大幅提升了仿真精度。稳态恒定化技术能缩短开关暂态收敛过程,减小虚拟功率损耗,且能够独立应用于一般恒导纳模型,具有很强的通用性。
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关键词
电力电子开关
l/c恒导纳模型
虚拟功率损耗
数值积分
稳态恒定化
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Keywords
Power electronic switch
l/c fixed-admittance model
virtual power loss
numerical integration
steady-state stabilization
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分类号
TM721
[电气工程—电力系统及自动化]
TM46
[电气工程—电器]
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