[发明专利]一种用于计算刚性电力电子系统的离散状态事件驱动的方法

权利要求书

1.一种用于计算刚性电力电子系统的离散状态事件驱动的方法，其中，所述刚性电力电子系统指包含了杂散参数的电力电子系统，其特征在，所述方法包括以下步骤：

步骤1：根据所述电力电子系统拓扑，生成描述所述电力电子系统动态特性的状态方程，在开关事件的发生时刻，即电力电子开关动作时，进行初始化过程，该初始化过程包括初始化解算步长h为初始步长h₀，将解算阶数k设置为1，并根据所述电力电子系统的拓扑信息更新解算系统所需的矩阵A；

步骤2：使用初始步长h₀进行数值积分，计算完毕后，判断所计算的当前步长h_t的值是否能够达到误差容限，根据判断，得到下一步的解算步长h_t+1,具体是通过将最佳步长h_opt与当前步长h_t进行比较，其中h_opt由(1)式计算得到：

其中ε代表可接受的误差容限，代表k阶差分计算；

如果h_opt2h_t，那么下一步采用h_t+1＝m h_t进行计算，其中m为h_opt与h_t比值向下取整计算而得到，反之，则保持原有解算步长h_t；

步骤3：移动到下一个时间点进行数值积分，重复步骤2，直到时间点超过下一个开关事件发生时刻t_next；

步骤4：使用当前步长h_t进行数值积分，并通过线性插值计算出t_next时刻的数值；

步骤5：针对每两个开关事件之间都执行步骤1-4，即可解算整个时间过程中的系统动态变化，从而实现了刚性电力电子系统的离散状态事件驱动的计算。

2.根据权利要求1所述的一种用于计算刚性电力电子系统的离散状态事件驱动的方法，其特征在于，所述刚性电力电子系统是一个支持双向能量流动的电力电子变压器，功率为2MW，包含四个端口，分别为低压交流LVAC端口、高压交流HVAC端口、低压直流LVDC端口和高压直流HVDC端口；

所述LVAC端口的输入为380V的三相交流信号，包括三个正极端子a、b、c,一个负极端子n，端子a、b、c分别连接至电感L_a、L_b、L_c,负极端子n连接至电感L_n；正极端子a、b、c与负极端子n之间分别跨接隔离电容C_a、C_b、C_c；开关管S_a1发射极连接至开关管S_a2的集电极，开关管S_b1发射极连接至开关管S_b2的集电极，开关管S_c1发射极连接至开关管S_c2的集电极，开关管S_n1发射极连接至开关管S_n2的集电极，所述开关管S_a1、S_a2、S_b1、S_b2、S_c1、S_c2、S_n1、S_n2的发射极到集电极之间均连接有一个正向导通的二极管；所述S_a1、S_a2构成的支路分别与所述S_b1、S_b2构成的支路、所述S_c1、S_c2构成的支路、所述S_n1、S_n2构成的支路之间相互并联，即S_a1、S_b1、S_c1、S_n1的集电极等电位，S_a2、S_b2、S_c2、S_n2的发射极等电位；所述正极端子a、b、c与负极端子n分别经由电感L_a、L_b、L_c、L_n连接至S_a1、S_b1、S_c1、S_n1的发射极；所述LVAC端口通过S_a1、S_b1、S_c1、S_n1的集电极的共同引线和S_a2、S_b2、S_c2、S_n2的发射极的共同引线连接至LVAC模块，所述LVAC模块包括15个子模块LVAC SM，该15个子模块LVAC SM每5个为一组，被分为LVAC SM_1-5、LVAC SM_6-10、LVACSM_11-15三个子模块组，所述三个子模块组LVAC SM_1-5、LVAC SM_6-10、LVAC SM_11-15分别包括上下两个输入端和上下两个输出端，每个子模块组LVAC SM_1-5、LVAC SM_6-10、LVAC SM_11-15的上下两个输入端相应地共端子；

所述LVDC端口包括LVDC模块，所述LVDC模块包括15个子模块LVDC SM，该15个子模块LVDC SM每5个为一组，被分为LVDC SM_1-5、LVDC SM_6-10、LVDC SM_11-15共三个子模块组，所述三个子模块组LVDC SM_1-5、LVDC SM_6-10、LVDC SM_11-15分别包括上下两个输出端和上中下三个输入端，每个子模块组LVDC SM_1-5、LVAC SM_6-10、LVAC SM_11-15的上中下三个输入端分别共端子连接至正极端子p、零电位0、负极端子n；

所述LVAC SM_1-5、LVAC SM_6-10、LVAC SM_11-15的上下两个输出端分别连接至所述三个子模块组LVDC SM_1-5、LVDC SM_6-10、LVDC SM_11-15的上下两个输出端；

所述HVAC端口包括HVAC模块，所述HVAC模块包括三个子模块组HVAC SM_a1-a14、HVACSM_b1-b14、HVAC SM_c1-c14，所述三个子模块组HVAC SM_a1-a14、HVAC SM_b1-b14、HVAC SM_c1-c14分别包括上下两个输入端和上下两个输出端，HVAC端口的三个输入端子A、B、C分别连接至所述三个子模块组HVAC SM_a1-a14、HVAC SM_b1-b14、HVAC SM_c1-c14的上输入端，所述三个子模块组HVACSM_a1-a14、HVAC SM_b1-b14、HVAC SM_c1-c14的下输入端相互连接；

所述HVDC端口包括HVDC模块，所述HVDC模块包括三个子模块组HVDC SM_1-5、HVDC SM_6-10、HVDC SM_11-15，所述三个子模块组HVDC SM_1-5、HVDC SM_6-10、HVDC SM_11-15分别包括上下两个输入端和上下两个输出端，子模块组HVDC SM_1-5的上输入端连接至正极P，子模块组HVDC SM_1-5的下输入端连接至HVDC SM_6-10的上输入端，HVDC SM_6-10的下输入端连接至HVDC SM_11-15的上输入端，HVDC SM_11-15的下输入端连接至负极N，正极P和负极N之间跨接10kV的电压u_HD；

所述三个子模块组HVAC SM_a1-a14、HVAC SM_b1-b14、HVAC SM_c1-c14的上输出端分别连接至所述三个子模块组HVDC SM_1-5、HVDC SM_6-10、HVDC SM_11-15的上输出端，和三个子模块组LVACSM_1-5、LVAC SM_6-10、LVAC SM_11-15的上输出端，以及所述三个子模块组LVDC SM_1-5、LVDCSM_6-10、LVDC SM_11-15的上输出端；

所述三个子模块组HVAC SM_a1-a14、HVAC SM_b1-b14、HVAC SM_c1-c14的下输出端分别连接至所述三个子模块组HVDC SM_1-5、HVDC SM_6-10、HVDC SM_11-15的下输出端，和三个子模块组LVACSM_1-5、LVAC SM_6-10、LVAC SM_11-15的下输出端，以及所述三个子模块组LVDC SM_1-5、LVDCSM_6-10、LVDC SM_11-15的下输出端；

所述HVDC模块中包含杂散电容参数。