三电平单元电力电子变压器容错运行技术

基于三电平单元的电力电子变压器具有功率模块少、功率密度高等优点,在数据中心不间断电源、铁路配电系统、超级充电站等场景中应用前景广阔。然而,电力电子变压器中开关器件多,器件故障引发的故障模块切除动作将导致系统容量损失,易引发系统失稳、故障越界等问题。针对该问题,文中提出了一种基于故障模块、故障相与非故障相协同的三电平容错运行技术。首先,采用开关组合列举法分析了不同故障类型下三电平单元H桥的共性故障结果,并基于部分器件旁路实现了故障模块重构和容错运行。其次,提出了相内协同控制策略,实现了故障模块电容电压的稳定与均压控制,并通过相间协同控制实现线电压平衡,共同保障电路正常运行。最后,针对不同故障结果提出具体的容错控制方法,并通过仿真验证了所提容错方法的有效性。仿真结果证明了容错控制下电力电子变压器能稳定运行。     

基于计算前沿面的实时仿真数值积分并行构造及其数值模型解耦加速方法

数值仿真是先进智能计算的基础与底层核心技术，而计算速度是数值仿真的核心性能指标。然而，随着高开关频率功率器件在电机驱动等系统中的应用，短时间约束给实时及在线数值仿真的计算速度带来了严峻挑战。当前数字平台的计算结构朝着并行化的趋势发展，并行计算被视为短时间约束下优化计算速度的有效途径，但现有的数值模型和数值算法大多基于顺序计算的串行模式，缺乏可并行执行的冗余并行度。因此，该文研究了数值算法的求解核心数值积分的并行优化方法，提出了计算前沿面的优化思路，为数值积分算法构造冗余并行度以实现并行计算，分析了其在数值精度与数值稳定性方面的影响，并讨论了在多步与高阶数值积分法上的可拓展性。同时，利用计算前沿面构造的冗余并行度，设计了数值模型的并行解耦分割，并应用于电驱系统实现了元件级的数值加速。最后，在硬件在环的实时数值环境中验证了优化方法的可行性、数值性能以及加速效果。