[发明专利]一种电路模型的实时仿真方法及系统

权利要求书

1.一种电路模型的实时仿真方法，其特征在于，包括：

针对电路系统中开关量的分布情况，将整个系统解耦成多个子网络；

基于设定的状态空间方程，采用并行计算方式分别对各子网络进行计算，获得各个子网络对应的等效电路；

基于各个子网络的等效电路，进行联合仿真实现所述电路系统的实时仿真。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于设定的状态空间方程，采用并行计算方式分别对各子网络进行计算，获得各个子网络对应的等效电路，包括：

将各子网络的运行参数带入设定的状态空间方程，获得各个子网络对应的等效电路方程；

基于多处理器采用高阶积分算法对所述等效电路方程进行并行计算，获得各子网络的等效电路。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述状态空间方程，如下列所示：

y＝C_nx+D_nu

式中：输入向量；y：输出向量；x：电路模型中的状态变量；u：电流或电压变量；A_n：矩阵A；B_n：矩阵B；C_n：矩阵C；D_n：矩阵D；n：系数矩阵的阶数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述等效电路方程，如下式所示：

y_t+Δt＝y_h+W_nu_t+Δt

式中，y_t+Δt：等效电路方程；y_h：状态空间组历史输出；W_n：导纳矩阵；u_t+Δt：下一时刻的电压变量；Δt：离散采样的步长；

其中，所述状态空间组历史输出y_h和导纳矩阵W_n按下式计算：

式中：离散化后的矩阵A；x_t：中间变量的当前时刻值；离散化后的矩阵B；u_t：当前时刻的电压变量。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将整个系统解耦成多个子网络，包括：

将所述电路系统根据设置的解耦方式进行处理；

将处理后的电路系统根据开关量的分布情况解耦成多个子网络。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述解耦方式，包括：第一解耦方式和第二解耦方式；

所述第一解耦方式为，采用串联直流电压源和并联可控交流电流源对各开关进行分离；

所述第二解耦方式为，将串联的两个IGBT等效为S函数算法，减少开关数量。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各个子网络的等效电路，进行联合仿真实现所述电路系统的实时仿真，包括：

基于电路系统的拓扑结构将各子网络归纳为多个子系统；

在一个仿真时间步长内，基于每一个子系统中各个子网络的等效电路，采用后欧拉离散积分算法进行联合仿真得到所述子系统的电气传输信号；

各子系统之间基于输电线路传输电气传输信号，实现所述电路系统的实时仿真。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述各子系统之间基于输电线路传输电气传输信号，实现所述电路系统的实时仿真，包括：

所述各子系统之间的信号传输在延时一个仿真步长后，基于接收到的电气信号进行仿真，直到仿真完成获得整个电路的实时仿真。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各子系统之间基于输电线路传输电气传输信号，实现所述电路系统的实时仿真之后，还包括：

通过外接控制器验证电路模型的拓扑结构及实时仿真。