电力电子变压器（power electronic transformer，PET），也称固态变压器，具有模块连接方式复杂、详细模型节点数量大、开关频率高的特点，其面临电磁暂态离线仿真效率极低、实时仿真规模极小的瓶颈。本书聚焦于PET微秒级电磁暂态等效建模理论和仿真技术的难题，主要内容包括：PET电磁暂态等效建模需求与现状、基于参数转换的PET等效建模方法、基于高频链端口解耦的PET等效建模方法、PET等效模型并行加速仿真方法、PET电磁暂态仿真步长的优化选取、PET等效模型闭锁及死区工况模拟、PET简化电磁暂态等效建模方法、考虑开关死区效应的PET平均值建模方法以及PET电磁暂态实时低耗等效建模方法。本书适合于从事电力电子系统建模和仿真领域研究的高等院校、科研院所和工程现场的教师、技术人员和研究生阅读。

序言
前言
第1章 绪论
1.1 电力电子变压器的发展前景
1.2 电力电子变压器的典型应用
1.2.1 拓扑类型
1.2.2 工程应用与样机研制
1.2.3 风光储并网系统应用
1.3 电磁暂态仿真的发展现状
1.3.1 仿真技术现状
1.3.2 仿真平台现状
参考文献
第2章 PET电磁暂态等效建模需求与现状
2.1 典型换流器戴维南等效模型分析
2.1.1 等效建模原理
2.1.2 加速原因分析
2.2 PET电磁暂态仿真需求及瓶颈
2.2.1 离线加速仿真
2.2.2 实时低耗仿真
2.3 PET建模和仿真研究现状
2.3.1 离线加速仿真
2.3.2 实时低耗仿真
2.4 本章小结
参考文献
第3章 基于参数转换的PET等效建模方法
3.1 变压器模型的建立
3.1.1 双绕组变压器模型
3.1.2 多绕组变压器模型
3.1.3 饱和特性的模拟
3.2 基于参数转换的DAB型PET等效参数获取
3.2.1 DAB伴随电路构建
3.2.2 Y参数矩阵获取
3.2.3 短路电流列向量获取
3.2.4 PET二端口等效模型
3.2.5 内部信息反解更新
3.3 等效建模方法的适用性扩展
3.3.1 SAB型PET的等效建模
3.3.2 CHB-DAB型PET的等效建模
3.4 仿真验证
3.4.1 仿真精度测试
3.4.2 加速比测试
3.5 本章小结
参考文献
第4章 基于高频链端口解耦的PET等效建模方法
4.1 基于Ward等值的模块等效电路获取
4.1.1 复杂单端口功率模块
4.1.2 CHB-DAB功率模块
4.2 基于高频链端口解耦的PET等效模型构建
4.2.1 CHB-DAB高频链端口解耦模型
4.2.2 PET高频链端口解耦模型
4.3 仿真验证
4.3.1 仿真精度测试
4.3.2 加速比测试
4.4 本章小结
参考文献
第5章 PET等效模型并行加速仿真方法
5.1 多线程OpenMP工作原理
5.2 MAB等效模型构建
5.2.1 相间CHB-AQAB
5.2.2 相内CHB-AQAB
5.3 等效模型并行化处理及加速效果分析
5.3.1 并行化处理方法
5.3.2 并行加速效果分析
5.4 仿真及实验验证
5.4.1 相间CHB-AQAB仿真验证
5.4.2 相内CHB-AQAB仿真验证
5.4.3 相间CHB-AQAB实验验证
5.5 本章小结
参考文献
第6章 PET电磁暂态仿真步长的优化选取
6.1 仿真步长对仿真误差的影响分析
6.1.1 相对方均根误差
6.1.2 复频域离散导纳相对误差
6.2 仿真步长对数值稳定的影响分析
6.2.1 多端口等效模型
6.2.2 高频链端口解耦模型
6.3 仿真步长选取方法
6.4 本章小结
参考文献
第7章 PET等效模型闭锁及死区工况模拟
7.1 闭锁工况模拟
7.1.1 基本原理
7.1.2 两种闭锁模式等效
7.1.3 闭锁功能集成方式
7.1.4 算法适用性分析
7.1.5 仿真验证
7.2 死区工况模拟
7.2.1 开关死区等效
7.2.2 仿真验证
7.3 本章小结
参考文献
第8章 PET简化电磁暂态等效建模方法
8.1 DAB简化等效模型
8.1.1 连续时域状态方程的建立
8.1.2 基于傅里叶分解的简化等效模型
8.2 CHB-DAB简化等效模型
8.2.1 H桥整流单元等效处理方法
8.2.2 CHB-DAB型PET简化等效模型
8.3 等效建模方法适用性扩展
8.3.1 MAB简化等效模型
8.3.2 CHB-MAB型PET简化等效模型
8.4 仿真验证
8.4.1 不同频率下仿真精度测试
8.4.2 不同工况下仿真精度测试
8.4.3 加速比测试
8.5 本章小结
参考文献
第9章 考虑开关死区效应的PET平均值建模方法
9.1 DAB平均值建模方法
9.1.1 等效电路化简
9.1.2 电流平均化处理
9.2 CHB-DAB平均值建模
9.2.1 H桥整流单元建模
9.2.2 CHB-DAB型PET平均值建模
9.3 仿真验证
9.3.1 仿真精度测试
9.3.2 加速比测试
9.4 本章小结
参考文献
第10章 PET电磁暂态实时低耗等效建模方法
10.1 实时低耗等效建模方法
10.1.1 基于有限导纳存储的低内存占用EMT解算
10.1.2 电磁暂态等效算法的矩阵表达
10.1.3 基于紧凑型计算逻辑的低延时仿真框架
10.2 实时仿真硬件实现
10.2.1 数据格式
10.2.2 矩阵-向量乘法的实现
10.2.3 多模块分组并行的流水线设计
10.3 仿真验证
10.3.1 仿真环境
10.3.2 仿真精度测试
10.3.3 硬件资源消耗测试
10.4 本章小结
参考文献
附录
附录A MMC戴维南等效模型主要程序
附录B 双半桥子模块MMC等效模型主要程序
附录C CHB-DAB功率模块等效参数计算过程