●電力電子新技術繫列圖書序言
前言
第1章緒論1
1.1電力電子變壓器的發展前景1
1.2電力電子變壓器的典型應用4
1.2.1拓撲類型4
1.2.2工程應用與樣機研制7
1.2.3風光儲並網繫統應用9
1.3電磁暫態仿真的發展現狀13
1.3.1仿真技術現狀13
1.3.2仿真平臺現狀15
參考文獻17
第2章PET電磁暫態等效建模需求與現狀21
2.1典型換流器戴維南等效模型分析21
2.1.1等效建模原理22
2.1.2加速原因分析25
2.2PET電磁暫態仿真需求及瓶頸26
2.2.1離線加速仿真26
2.2.2實時低耗仿真27
2.3PET建模和仿真研究現狀28
2.3.1離線加速仿真28
2.3.2實時低耗仿真31
2.4本章小結33
參考文獻33
第3章基於參數轉換的PET等效建模方法37
3.1變壓器模型的建立37
3.1.1雙繞組變壓器模型37
3.1.2多繞組變壓器模型39
3.1.3飽和特性的模擬40
3.2基於參數轉換的DAB型PET等效參數獲取41
3.2.1DAB伴隨電路構建41
3.2.2Y參數矩陣獲取42
3.2.3短路電流列向量獲取47
3.2.4PET二端口等效模型49
3.2.5內部信息反解更新51
電力電子變壓器電磁暫態建模與仿真目錄3.3等效建模方法的適用性擴展52
3.3.1SAB型PET的等效建模53
3.3.2CHB-DAB型PET的等效建模58
3.4仿真驗證62
3.4.1仿真精度測試62
3.4.2加速比測試63
3.5本章小結64
參考文獻64
第4章基於高頻鏈端口解耦的PET等效建模方法66
4.1基於Ward等值的模塊等效電路獲取66
4.1.1復雜單端口功率模塊66
4.1.2CHB-DAB功率模塊68
4.2基於高頻鏈端口解耦的PET等效模型構建71
4.2.1CHB-DAB高頻鏈端口解耦模型71
4.2.2PET高頻鏈端口解耦模型74
4.3仿真驗證76
4.3.1仿真精度測試76
4.3.2加速比測試77
4.4本章小結78
參考文獻79
第5章PET等效模型並行加速仿真方法80
5.1多線程OpenMP工作原理80
5.2MAB等效模型構建81
5.2.1相間CHB-AQAB82
5.2.2相內CHB-AQAB86
5.3等效模型並行化處理及加速效果分析89
5.3.1並行化處理方法89
5.3.2並行加速效果分析91
5.4仿真及實驗驗證92
5.4.1相間CHB-AQAB仿真驗證92
5.4.2相內CHB-AQAB仿真驗證96
5.4.3相間CHB-AQAB實驗驗證101
5.5本章小結103
參考文獻104
第6章PET電磁暫態仿真步長的優化選取105
6.1仿真步長對仿真誤差的影響分析105
6.1.1相對方均根誤差105
6.1.2復頻域離散導納相對誤差108
6.2仿真步長對數值穩定的影響分析112
6.2.1多端口等效模型112
6.2.2高頻鏈端口解耦模型115
6.3仿真步長選取方法116
6.4本章小結118
參考文獻118
第7章PET等效模型閉鎖及死區工況模擬119
7.1閉鎖工況模擬119
7.1.1基本原理119
7.1.2兩種閉鎖模式等效121
7.1.3閉鎖功能集成方式123
7.1.4算法適用性分析124
7.1.5仿真驗證124
7.2死區工況模擬128
7.2.1開關死區等效128
7.2.2仿真驗證132
7.3本章小結134
參考文獻135
第8章PET簡化電磁暫態等效建模方法136
8.1DAB簡化等效模型136
8.1.1連續時域狀態方程的建立136
8.1.2基於傅裡葉分解的簡化等效模型138
8.2CHB-DAB簡化等效模型141
8.2.1H橋等效處理方法141
8.2.2CHB-DAB型PET簡化等效模型141
8.3等效建模方法適用性擴展143
8.3.1MAB簡化等效模型143
8.3.2CHB-MAB型PET簡化等效模型146
8.4仿真驗證148
8.4.1不同頻率下仿真精度測試149
8.4.2不同工況下仿真精度測試151
8.4.3加速比測試152
8.5本章小結152
參考文獻153
第9章考慮開關死區效應的PET平均值建模方法154
9.1DAB平均值建模方法154
9.1.1等效電路化簡154
9.1.2電流平均化處理155
9.2CHB-DAB平均值建模161
9.2.1H橋建模161
9.2.2CHB-DAB型PET平均值建模163
9.3仿真驗證165
9.3.1仿真精度測試165
9.3.2加速比測試167
9.4本章小結167
參考文獻168
第10章PET電磁暫態實時低耗等效建模方法169
10.1實時低耗等效建模方法169
10.1.1基於有限導納存儲的低內存占用EMT解算172
10.1.2電磁暫態等效算法的矩陣表達173
10.1.3基於緊湊型計算邏輯的低延時仿真框架175
10.2實時仿真硬件實現177
10.2.1數據格式177
10.2.2矩陣-向量乘法的實現177
10.2.3多模塊分組並行的流水線設計178
10.3仿真驗證179
10.3.1仿真環境179
10.3.2仿真精度測試180
10.3.3硬件資源消耗測試181
10.4本章小結183
參考文獻183
附錄184
附錄AMMC戴維南等效模型主要程序184
附錄B雙半橋子模塊MMC等效模型主要程序185
附錄CCHB-DAB功率模塊等效參數計算過程186

電力電子變壓器(power electronic transformer, PET)，也稱固態變壓器，具有模塊連接方式復雜、詳細模型節點數量大、開關頻率高的特點，其面臨電磁暫態離線仿真效率極低、實時仿真規模極小的瓶頸。本書聚焦於PET微秒級電磁暫態等效建模理論和仿真技術的難題，主要內容包括：PET電磁暫態等效建模需求與現狀、基於參數轉換的PET等效建模方法、基於高頻鏈端口解耦的PET等效建模方法、PET等效模型並行加速仿真方法、PET電磁暫態仿真步長的優化選取、PET等效模型閉鎖及死區工況模擬、PET簡化電磁暫態等效建模方法、考慮開關死區效應的PET平均值建模方法以及PET電磁暫態實時低耗等效建模方法。本書適合於從事電力電子繫統建模和仿真領域研究的高等院校、科研院所和工程現場的教師、技術人員和研究生閱讀。