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提高电磁暂态仿真中插值算法精度：基于帕德逼近与开关定理的方法
Improving Accuracy of Interpolation Algorithm in EMT Simulation: A Padé Approximation and Switching Theorem Based Approach
Yang Cao · Wei Gu · Mingwang Xu · Fei Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月
随着可再生能源和电力电子设备在电力系统中日益普及，电力系统的特性如今由电力电子技术所塑造，这给电磁暂态（EMT）仿真中使用的加速算法带来了新的挑战。在此背景下，本文提炼了插值算法的五个关键技术要点，并提出了一种改进的插值算法。具体而言，采用帕德近似并将其与数值积分方法相结合，建立离散模型以提高精度和稳定性。利用开关定理进行重新初始化，这进一步降低了开关误差，并能更真实地反映开关暂态过程。此外，通过李雅普诺夫稳定性分析从理论上证明了该算法的稳定性。使用改进的插值算法，能够在保持高仿真效率和稳定性的...
解读: 该EMT仿真插值算法对阳光电源电力电子产品开发具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器设计阶段，高精度EMT仿真可准确预测高频开关暂态、谐波特性及并网交互行为，优化SiC/GaN器件开关策略与死区时间设计。对于构网型GFM控制器开发，精确的暂态仿真能验证虚拟惯量响应与故障穿越性能。在电动汽车O...
一种具有A稳定性的通用无接口延迟实时仿真方法用于电力电子变换器
A General Interface-Free Delayed Real-Time Simulation Method with A-Stability for Power Electronic Converters
Mingwang Xu · Wei Gu · Xiaodong Yuan · Huachun Han 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年5月
电力电子变换器固有的复杂拓扑结构、众多非线性开关器件以及高频特性给实时仿真带来了巨大挑战。本文提出了一种具有 A 稳定性的通用无接口延迟实时仿真方法。引入半步显式解析解来修正接口处受控源的值，克服了传统解析解计算负担大的局限。此外，该方法实现了变换器的并行求解和导纳恒定，与现有技术相比，既具有 A 稳定性，又无接口时延。通过搭建物理原型，并在 OP4610 上进行多种场景的硬件在环（HIL）仿真，验证了所提方法的有效性。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无接口延迟实时仿真技术具有重要的战略价值。该方法通过半步显式解析解修正受控源数值，实现了功率电子变换器的并行求解和恒定导纳特性，同时具备A稳定性和零接口时延，这直接契合了我司在光伏逆变器、储能变流器等核心产品研发中对高精度实时仿真的迫切需求。 在产品开发层面，该技术可...
一种基于状态变量消去的EMTP型恒定导纳等效建模方法
A State Variables Elimination-Based EMTP-Type Constant Admittance Equivalent Modeling Method for Power Electronic Converters
Mingwang Xu · Wei Gu · Yang Cao · Shuaixian Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年2月
随着大量电力电子设备接入电网，电磁暂态（EMT）仿真技术对电网安全稳定运行至关重要。本文提出一种基于状态变量消去的EMTP型恒定导纳等效建模方法，采用“网络-节点电压-历史电流源”三层架构，通过矩阵分裂和引入输出方程构建低阶等效节点电压方程。该方法具有恒定导纳矩阵、保留内部动态特性、建模流程简洁、计算复杂度低等优点，相较于经典节点消去法更具通用性，适用于模块化电气设备。通过与离线EMT仿真及实验结果对比，验证了该方法在多种工况下均具备高精度与高效率。
解读: 该EMTP型恒定导纳等效建模方法对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统开发中，该方法可显著提升EMT仿真效率，通过状态变量消去技术降低计算复杂度，加速多机并联系统的暂态特性分析。对于SG系列光伏逆变器，该建模方法可优化1500V系统的电磁兼...