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[发明专利]一种用于配置电力牵引系统的开关器件、散热设备的仿真计算方法-CN202011427581.9有效
发明人：鞠佳禾;赵争鸣;施博辰;朱义诚;虞竹珺 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-12-09 - 公布日： 2022-12-16 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于配置电力牵引系统的开关器件、散热设备的方法，将一个电力牵引系统划分为包含电机的子系统与包含其他电力电子电路的子系统，两个子系统分别进行解算，并且通过实时交互界面进行数据传递，即传递接口处的电压、电流数值，从而实现电力牵引系统的多时间尺度仿真，以此作为评估，进行器件的选型、系统效率分析以及系统整体设计。
一种用于配置电力牵引系统开关器件散热设备仿真计算方法

[发明专利]硬件在环仿真系统的软硬件通信故障自恢复容错方法-CN202211167393.6在审
发明人：赵争鸣;曾洋斌;郑嘉霖;姬世奇;施博辰;虞竹珺 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-09-23 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G05B23/02 文献下载
摘要：本申请公开了一种硬件在环仿真系统的软硬件通信故障自恢复容错方法，硬件在环仿真系统包括硬件控制器、软件仿真器和高速互连共享内存，硬件控制器根据硬件与软件时序之差决定采用闭环调制信号及软件时序递增方向和增量，在控制周期内将硬件时序和调制信号通过高速互连共享内存中的标志位使能传递到软件仿真器；软件仿真器根据从高速互连共享内存中得到的调制信号求解仿真电路数学模型并输出采样信号，在控制周期内将软件时序和采样信号通过高速互连共享内存中的标志位使能传递到硬件控制器。本申请的实施例能够避免硬件在环仿真系统因软硬件通信故障导致的仿真结果失真问题，且在较大系统规模及较高交互频率的硬件在环仿真算例下能够保持准确性。
硬件仿真系统软硬件通信故障恢复容错方法

[发明专利]基于数据交互事件驱动的硬件在环仿真方法及装置-CN202211168110.X在审
发明人：赵争鸣;曾洋斌;郑嘉霖;姬世奇;施博辰;虞竹珺 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-09-23 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： G06F9/455 文献下载
摘要：本申请公开了一种基于数据交互事件驱动的硬件在环仿真方法及装置，基于调节数据交互周期设置数据交互事件之间的时间间距，并根据时间间距设置软件仿真器中的相对时间流速比；由数据交互事件触发软件仿真器中虚拟时间的记录动作；软件仿真器中仿真电路的计算过程实际耗时构成软件仿真实际时间轴，一个控制周期内的仿真电路计算完成后等待虚拟时间记录点发生再将仿真结果传递到硬件控制器，以完成硬件在环仿真系统的软硬件数据交互。通过调节仿真空间中虚拟时间轴与实际时间轴的相对时间流速比，防止出现因仿真电路系统复杂度高而导致计算时间溢出的问题，实现较大系统规模的仿真电路在无高性能计算硬件的情况下实现准确的硬件在环仿真。
基于数据交互事件驱动硬件仿真方法装置

[发明专利]电力电子系统仿真状态方程自动生成及更新的方法-CN202010973327.2有效
发明人： 虞竹珺;赵争鸣;施博辰;朱义诚;鞠佳禾 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-09-16 - 公布日： 2022-11-18 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种电力电子系统仿真开关状态方程自动生成及更新的方法，通过将基本开关桥臂作为最小单元进行建模得到开关函数向量，再进一步推导出了从开关函数向量到状态方程矩阵的显式函数，从而将开关动作时更新状态方程这一过程从变拓扑问题转化为变系数问题，极大地减小了计算量，而无需针对开关状态对应的各种拓扑分别列写方程。该方法的物理和数学含义清晰，提速效果显著，适用于仿真和理论分析，具有很强的实用性。
电力电子系统仿真状态方程自动生成更新方法

[发明专利]一种针对IGBT和PIN二极管换流单元的瞬态分段分析模型-CN201810883837.3有效
发明人：施博辰;赵争鸣;朱义诚;虞竹珺;李凯;袁立强;陈凯楠 -专利权人：清华大学
申请日： 2018-08-06 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对IGBT和PIN二极管构成的换流单元的瞬态分段分析模型，其对换流单元瞬态过程进行分段，在不同阶段利用时变电压源和电流源的组合来对绝缘栅双极型晶体管和续流二极管建模，从而实现瞬态过程复杂物理机制的降阶解耦，极大地提高了模型的收敛性和运算速度，同时其所有参数都可以从数据手册中得到。本发明提供的瞬态分段分析模型直接针对换流单元建模，利用合理的假设实现了瞬态机理解耦，在保证精度的前提下极大地提高了模型解算效率，尤其适合于多器件构成的复杂电力电子变换系统的仿真分析。
一种针对 igbt pin 二极管换流单元瞬态分段分析模型

[发明专利]基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真方法及装置-CN202210386906.6在审
发明人：赵争鸣;虞竹珺;施博辰;贾圣钰;许涵;萧艺康 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-04-12 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本申请涉及电力电子系统仿真技术领域，特别涉及一种基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真方法及装置，其中，方法包括：基于并联电容和串联电感，将待求解电力电子系统划分为多个子电力电子系统；由多个子电力电子系统得到与每个子电力电子系统对应的块矩阵，并获取每个块矩阵的块稀疏信息；以及利用每个块矩阵的块稀疏信息优化待求解电力电子系统仿真中状态方程的更新和数值积分，生成待求解电力电子系统的仿真结果。本申请实施例可以基于电力电子系统的拓扑特点，挖掘状态方程系数矩阵的稀疏特性，从而在仿真计算中减少方程更新和数值积分两方面的计算量，并适用于多种数值积分方法，在有效提升仿真效率的同时，提高了通用性和实用性。
基于电力电子系统状态方程稀疏仿真方法装置

[发明专利]一种用于计算刚性电力电子系统的离散状态事件驱动的方法-CN202110072180.4有效
发明人：鞠佳禾;赵争鸣;施博辰;虞竹珺;朱义诚 -专利权人：清华大学;迪盛迅达（北京）科技有限公司
申请日： 2021-01-20 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于计算刚性电力电子系统的离散状态事件驱动的方法，该方法能够通过整数倍地变换步长，避免在变换步长时进行的额外计算，并且能够通过插值的方法准确得到离散事件发生时刻的系统状态，不需要进行额外迭代计算，从而提高整体解算效率，与成熟的ode15s方法相比，效率提升了60倍以上。利用该方法，能够实现刚性电力电子系统的高效仿真，为系统可靠性分析以及系统整体设计提供重要工具。
一种用于计算刚性电力电子系统离散状态事件驱动方法

[发明专利]基于状态离散事件驱动的光伏微网系统仿真方法-CN202110195757.0有效
发明人：施博辰;赵争鸣;虞竹珺;鞠佳禾 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-02-22 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： H02J3/00 文献下载
摘要：本发明公开了属于电力电子系统仿真技术领域的一种基于状态离散事件驱动的光伏微网系统仿真方法。将光伏微网系统划分为若干光伏系统和一个电力电子系统，在电力电子系统中将每个光伏系统等效为高阶时变电流源，在光伏系统中将电力电子系统等效为高阶时变电压源，并使用状态离散事件驱动方法对微网系统进行仿真解算。本发明公开的基于状态离散事件驱动的光伏微网系统仿真方法，解决了状态离散事件驱动仿真方法难以解算包含光伏这一非线性元件的微网系统的问题。
基于状态离散事件驱动光伏微网系统仿真方法

[发明专利]面向电力电子系统瞬态仿真的时间尺度分层自动机方法-CN202110223966.1有效
发明人：施博辰;赵争鸣;鞠佳禾;虞竹珺;朱义诚 -专利权人：清华大学;迪盛迅达（北京）科技有限公司
申请日： 2021-03-01 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了属于电力电子系统建模技术领域的一种面向电力电子系统瞬态仿真的时间尺度分层自动机方法。将电力电子系统建模为时间尺度分层自动机，包含上层大时间尺度自动机和下层开关瞬态自动机，上层自动机描述电力电子系统在开关器件处于导通或关断两种稳态时的状态和行为，下层自动机描述电力电子系统在开关器件处于开通或关断瞬态过程中的状态和行为，并使用事件驱动方法对时间尺度分层自动机进行解算。本发明公开的面向电力电子系统瞬态仿真的时间尺度分层自动机方法，解决了复杂电力电子系统开关瞬态仿真在仿真效率和收敛性方面的问题。
面向电力电子系统瞬态仿真时间尺度分层自动机方法

[发明专利]基于事件驱动的混合步长实时仿真系统的实现方法及装置-CN202111619201.6在审
发明人：赵争鸣;曾洋斌;郑嘉霖;姬世奇;施博辰;虞竹珺 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-12-27 - 公布日： 2022-04-22 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本申请公开了一种基于事件驱动的混合步长实时仿真系统的实现方法及装置，仿真系统包括实时控制器和高速仿真器，其中，方法包括：由电力电子设备与系统的开关事件确定基于事件驱动的变步长仿真周期时序；将变步长仿真周期时序混合到定步长控制周期时序中；基于定步长控制周期时序，在每个控制周期中，根据实时控制器的控制信号控制高速仿真器对电力电子设备与系统进行变步长仿真，并在结束当前控制周期后，得到对应的采样信号。能够精确地实时仿真电力电子设备与系统，且在较大规模仿真算例下能够保持准确性和实时性。
基于事件驱动混合步长实时仿真系统实现方法装置

[发明专利]交直流混联系统中电力电子变压器能量平衡控制方法-CN201911070600.4有效
发明人：鞠佳禾;肖祥;沈瑜;王伟;袁立强;张威;张春朋;何建宗;施博辰;张弛;朱义诚;唐酿;虞竹珺;赵争鸣 -专利权人：清华大学;广东电网有限责任公司电力科学研究院
申请日： 2019-11-05 - 公布日： 2021-05-25 - 主分类号： H02J5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向交直流混合系统中电力电子变压器的能量平衡控制方法，根据整流器的功率流动关系，列出在一定时间内的能量平衡关系，即电网输入能量＝电感能量变化+电容能量变化+整流器输出能量；并根据半个电网周期内电感能量不发生变化的特点，简化半个电网周期内的能量平衡关系为电网输入能量＝电容能量变化+整流器输出能量；根据最后得到的能量平衡关系以及电力电子变压器的相关参数得到电网侧电流的指令值，从而完成对整流器的控制。该控制方法能够改善包括启动、负载突变的动态响应，使得母线电压的超调大幅减小，同时响应时间也明显减少，有效提升了系统的动态性能。
直流联系电力电子变压器能量平衡控制方法

[发明专利]大容量电力电子系统的离散状态事件驱动解耦仿真方法-CN201910850224.4有效
发明人：施博辰;赵争鸣;朱义诚;虞竹珺;鞠佳禾;袁立强;陈凯楠 -专利权人：清华大学
申请日： 2019-09-09 - 公布日： 2021-04-30 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了大容量电力电子系统的离散状态事件驱动解耦仿真方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：进行电路划分，根据变换器的电路结构，将与电容并联的子系统和与电感串联的子系统解耦；步骤2：利用自适应离散状态(FA‑DS)数值算法进行电路求解，在求解的每一步更新子系统之间的接口变量，保证系统模型不引入误差。
容量电力电子系统离散状态事件驱动仿真方法

[发明专利]针对电力电子混杂系统仿真的离散状态事件驱动仿真方法-CN201811236030.7有效
发明人：朱义诚;赵争鸣;施博辰;虞竹珺 -专利权人：清华大学
申请日： 2018-10-23 - 公布日： 2020-10-13 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对电力电子混杂系统仿真的离散状态事件驱动仿真方法，其基于电力电子系统的混杂特性，针对电力电子系统中共存的连续状态与离散事件分别设计了仿真方法，所述仿真方法包括：阶数与步长均可变的灵活自适应算法和由离散事件自动触发仿真计算的事件驱动机制；其中连续状态以状态变量法进行描述，离散事件被定义为仿真计算的触发源。本发明公开的针对电力电子混杂系统仿真的离散状态事件驱动仿真方法在保证精度的前提下，解决了复杂电力电子系统仿真计算量大、耗时长的问题。
针对电力电子混杂系统仿真离散状态事件驱动方法

[发明专利]电力电子系统开关瞬态过程的离散状态事件驱动仿真方法-CN201910857530.0在审
发明人：朱义诚;赵争鸣;施博辰;鞠佳禾;虞竹珺 -专利权人：清华大学
申请日： 2019-09-09 - 公布日： 2019-12-31 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了电力电子系统开关瞬态过程的离散状态事件驱动仿真方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：对瞬态换流模式分析，根据变换器的电路结构与控制指令，确定瞬态换流过程中的互锁开关组合模式；步骤2：进行时间尺度解耦仿真，基于离散状态事件驱动架构与换流单元的瞬态分段分析模型，对大时间尺度动态过程与小时间尺度开关瞬态过程进行串行解耦仿真。
时间尺度瞬态开关瞬态离散状态换流解耦电力电子系统事件驱动仿真事件驱动架构电路结构动态过程分析模型互锁开关换流单元控制指令模式分析组合模式变换器分段

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