1.一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法,其特征在于,包括以下步骤:1)获取电力电子电路的仿真系统,建立所述仿真系统的状态空间方程为:其中,t表示时间,x表示状态变量,u表示输入变量,y表示输出变量,p表示独立开关组的数量;A i ,B i ,C,D是状态方程的参数矩阵;S i 表示第i个独立开关组的状态,闭合为1,断开为0,i=0,1,...,p;2)设置仿真步长为Δt,仿真的初始时刻t 0 =0,仿真总时长为T end ,设置初始状态为x 0 ,当前时步数n=0,启动仿真计算;3)根据当前状态变量,更新所述状态空间方程中的所有开关组状态S i ,计算S i =1对应的参数矩阵A i ,B i ,C,D并存储;4)使用Padé[1/2]近似的指数积分公式从当前时刻t n 迭代求解至t n +Δt时刻,获得稠密输出时刻t dense 和对应的稠密输出点的稠密输出状态变量x dense ;其中,n≥0;5)判断所述仿真系统在当前时刻t n 到t n +Δt时刻之间是否发生开关动作,如果是,则设置重同步标志位为1,并进入步骤7),否则进入步骤6);6)判断重同步标志位是否为0,若是,进入步骤11),若否,进入步骤9);7)使用具有三阶精度的插值公式计算当前时刻t n 到t n +Δt时刻之间最早的开关动作时刻t inter 和对应的开关动作状态变量x inter ,并更新当前时刻t n =t inter 和开关组的状态S i ;8)判断当前开关状态是否曾经发生过,如果是,则读取已经存储的参数矩阵A i ,B i ,C,D并进行更新,然后进入步骤4),否则进入步骤3);9)重新定位到下一个仿真步长时刻t n+1 =t 0 +(n+1)Δt,并使用具有三阶精度的插值公式计算该时刻t n+1 对应的状态变量x n+1 ,同时设置重同步标志位为0;10)判断所述稠密输出时刻t dense 是否大于所述当前时刻t n ,如果是,则使用具有三阶精度的插值公式重新计算所述稠密输出状态变量x dense ,再进入步骤11),否则直接进入步骤11);11)计算所述输出变量y,并更新当前时步数n=n+1,更新当前时间t n =t n+1 ,更新当前状态变量x n =x n+1 ;12)判断所述当前时刻t n 是否小于所述仿真总时长T end ,如果是,进入步骤4),否则结束仿真。
2.如权利要求1所述的电力电子电路暂态仿真插值计算方法,其特征在于,步骤4)所述的Padé[1/2]近似的指数积分公式为: 其中, 是一系列 族函数,令z=ΔtA,则有 k为所述 族函数中的第k个表达式;令g ΔtA ≈r 12 (ΔtA),则所述Padé[1/2]的矩阵指数近似具体形式为:
3.如权利要求1所述的电力电子电路暂态仿真插值计算方法,其特征在于,步骤7)所述的使用具有三阶精度的插值公式计算当前时刻t n 到t n +Δt时刻之间最早的开关动作时间t inter 和对应的开关动作状态变量x inter ,具体包括:通过第一公式组计算当前时刻t n 到t n +Δt时刻之间最早的开关动作时间t inter ;其中,所述第一公式组为:式中,限定 I n 为对应所述当前时刻t n 的用于判断开关状态的变量,I n+1 为对应t n+1 =t n +Δt时刻的用于判断开关状态的变量,I dense 为对应所述稠密输出时刻t dense 的用于判断开关状态的变量,I inter 为对应所述开关动作时刻t inter 的用于判断开关状态的变量,I inter ,α,β,γ为含有p个元素的向量; 为I inter 的第i个元素,α (i) 为α的第i个元素,β (i) 为β的第i个元素,γ (i) 为γ的第i个元素;通过第二公式组计算所述开关动作状态变量x inter ;其中,所述第二公式组为:式中,x n 为所述当前时刻t n 对应的状态变量,x n+1 为t n+1 =t n +Δt时刻对应的状态变量,x dense 为所述稠密输出时刻t dense 对应的状态变量,x inter 为所述开关动作时刻t inter 对应的状态变量。
4.如权利要求3所述的电力电子电路暂态仿真插值计算方法,其特征在于,步骤9)所述的使用具有三阶精度的插值公式计算该时刻t n+1 对应的状态变量x n+1 ,具体包括:通过第三公式组计算该时刻t n+1 对应的状态变量x n+1 ;其中,所述第三公式组为:式中,x′ n 为当前时步起始时刻t′ n 对应的状态变量,x′ n+1 为当前时步结束时刻t′ n+1 =t′ n +Δt对应的状态变量,x′dense为当前时步起始时刻t n 至当前时步结束时刻t′ n+1 之间对应的稠密输出时刻t′ dense 对应的状态变量。
5.如权利要求4所述的电力电子电路暂态仿真插值计算方法,其特征在于,步骤10)所述的使用具有三阶精度的插值公式重新计算稠密输出状态变量x dense ,具体包括:通过第四公式组重新计算稠密输出状态变量x dense ;其中,所述第四公式组为: