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摘要
在电力系统电磁暂态离线和实时仿真中,以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为代表的全控型电力电子器件常采用理想开关模型。IGBT器件在交直流变换器、直流断路器中获得了广泛的应用,器件的运行状态会对系统暂态过程产生影响,而系统的暂态过程也会增加器件的电压、电流应力,严重时可能造成器件损坏,进而影响整个设备及系统的安全可靠运行。基于理想开关模型的电磁暂态仿真无法准确模拟暂态过程中该器件的特性及其受到的应力。研究系统电路、器件及其控制之间的动态相互作用,就对电磁暂态仿真中IGBT准确建模提出了更高的要求。近年来,多种IGBT详细模型和解耦方法被提出,并被应用在离线及实时电磁暂态仿真中。得益于高性能计算设备的快速发展,详细模型可高效应用于含有大量IGBT器件的交直流系统仿真中。文中对不同类型建模方法进行归纳,分析其功能、计算复杂度和准确度,并详细介绍了系统解法、并行算法与仿真平台等方面内容。另外,还举例介绍了IGBT详细建模的应用场景,分析了在建模、系统解法、并行算法及应用领域等方面的难点与限制,并提出了相应的建议。
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单位清华大学; 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室
