电力电子硬件在仿真技术中运用

2.3数值积分方法

电力电子系统仿真涉及到大量的微分方程，选择合适的数值积分方法对这些微分方程进行求解至关重要。数值积分方法按不同类型可以分为单步法和多步法、显式和隐式、定步长和变步长。如前所述，实时仿真只能采用定步长方法，隐式算法稳定性较好但需要进行迭代计算，实时仿真时较少应用，所以一般在实时仿真都采用定步长的显式算法。较常用的数值积分方法有欧拉法和龙格库塔法。但由于电力电子系统数学模型大多数情况下都属于“刚性方程”，容易出现数值不稳定问题，当采用常规显式算法出现数值振荡时，可考虑采用稳定性较好的梯形法、Gear法等隐式算法。总之，不同的数值积分方法具有不同的稳定域和解算精度，仿真步长的选择也与之相关，在实际应用中，应根据实际情况选择合适的仿真步长与数值积分方法，保证仿真的数值稳定性、实时性和仿真结果的准确性。

3结语

本文从建模技术以及实时仿真平台、开关延迟问题、数值积分方法等关键技术方面对电力电子系统硬件在回路半实物仿真系统构建进行了探讨，可以得出以下结论：

(1)对于电力电子系统建模技术，详细模型、理想开关模型、平均模型3种方法的模型复杂程度由高到低，而实时性却是由低到高，可根据不同层次的仿真需要进行选择。其中，理想开关模型对于系统级实时仿真来说最为合适。

(2)实时仿真平台是实现半实物仿真的重要基础和技术保障，可根据仿真系统的应用范围、规模、成本、可靠性要求等多方面综合选择。

(3)开关延迟问题是定步长实时仿真中的特殊问题，在一定条件下可以通过各种补偿算法得到较好的解决，但无法从根本上解决。FPGA技术在实时仿真领域的应用可以彻底解决这一问题，应用前景十分广阔。

(4)为保证实时仿真的数值稳定性、实时性和仿真结果的准确性，综合考虑仿真步长与数值积分方法的选择至关重要。