部分重构技术在电磁暂态仿真中的应用

Partial Refactorization Techniques for Electromagnetic Transient Simulations

Boris Bruned · Anas Abusalah · Jean Mahseredjian · Sébastien Dennetière 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月

本文研究了用于加速电力系统电磁暂态（EMT）仿真的部分重构技术。采用KLU求解器的直接稀疏左看式LU分解法求解网络方程，当系统中存在电力电子开关或非线性元件导致矩阵频繁变化时，重构过程可能成为计算瓶颈。为此提出一种基于路径的部分重构方法，在左看式算法中仅对分解路径上的特定列进行重新分解。此外，结合块三角分解（BTF）并引入部分重构，通过更小且动态变化的子矩阵进一步提升计算效率。在大型电网模型上的测试结果表明，该方法显著提升了仿真性能。

解读: 该部分重构技术对阳光电源电力电子系统的仿真设计具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器的研发中，频繁的开关动作和非线性特性导致系统矩阵持续变化，传统全矩阵重构严重影响EMT仿真效率。该方法通过路径选择性重构和BTF分块技术，可显著加速PowerTitan大型储能系统的并网暂态分析、充电桩多端口...