Plecs仿真进阶--电力电子电路仿真精度提高方法

引 言随着电力电子技术的不断发展，新能源和微电网在电力系统中的大规模接入，电力系统呈现出电力电子化趋势。在电磁暂态仿真计算中，针对不同的仿真对象以及不同的仿真精度要求，使用的数值计算方法不尽相同 。其中应用最为广泛的求解方法是由Dommel于20世纪60年代提出的隐式梯形法，该方法具有A稳定性及二阶精度，电磁暂态商业软件如EMTP、PSCAD等均采用隐式梯形法的积分格式进行离散差分化。电力电子开关具有动作频率高、动作过程快的特点，当系统开关动作时拓扑结构发生改变，极可能产生一系列非原型数值振荡。依靠隐式梯形法算法自身是无法消除振荡的，这会对仿真结果的准确性和可信度产生不良影响。在定步长开关电路仿真中，需要解决两个问题：开关动作时刻电感、电压、电容、电流等非状态变量发生突变引起数值振荡;开关动作时刻不在整步长时刻，由于开关动作时刻判断延迟引入的数值冲击。在高频率动作的电力电子开关电路中，问题尤为显著。现有的解决数值振荡的思路方法通常有三类：1)在仿真模型中进行处理，通过增加虚拟电阻实现，不需要考虑仿真过程中算法和网络矩阵的切换。其中，典型的方法是增加阻尼元件来削弱数值振荡，其缺点是造成电力电子电路功率损失。 2)