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 DSIM 电力电子仿真软件

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解决的挑战

DSIM用于电网兼容

● 全面的元件库

SST电网兼容性的分析不仅需要电力电子器件及其控制建模,还需要对必要的电网元件建模。DSIM提供了丰富的内置元件库以供SST电网兼容性的相关仿真设计,包含:开关模块(T型、ANPC、DNPC等)、无源元件(RLC、变压器、耦合电感等)、控制模块(THD、锁相环、滤波器、PI控制器、逻辑模块、查找表等)、调制策略(SPWM、SVPWM、移相控制、变频控制等)以及可再生能源元件(光伏、风电、蓄电池等)。所有固态变压器电网仿真所需核心元件均可即取即用。

● 卓越的仿真性能

电网兼容性的DSIM解决方案

  • 电网兼容性
  • 控制与保护
SST解决方案

谐波问题

SST因功率电子器件的高频开关操作产生高频谐波,导致电网电压畸变及额外损耗。为解决这一问题,需在SST设计中加入滤波器(无源LC滤波器或有源电力滤波器APF)以抑制谐波;或采用多电平拓扑结构或先进脉宽调制(PWM)技术降低谐波含量。

电压调节

与传统变压器不同,SST需应对可再生能源(光伏/风电)快速功率波动,并提供双向无功功率支持以维持电网稳定,因此需要动态电压控制。为此需要专门设计控制算法,确保SST能够处理特定范围电压波动。

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保护方案

传统保护机制(如过流保护、差动保护)在SST场景下可能失效,因故障电流受SST控制策略限制,导致保护系统出现“盲区”。需开发基于波形特征(谐波、电流变化率dI/dt等)的定制化保护逻辑;并引入固态断路器(具备微秒级故障隔离能力)。

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负载平衡与配电管理

在微电网或分布式发电场景中,SST需高效管理负载平衡与电力分配。为解决这一问题,需要部署智能电力管理系统,根据负载需求与发电能力动态分配电能。

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SST系统可能规模较大(如多台SST组网),且电网兼容性需要分析的动态过程可能时间较长(如低电压穿越需要几秒过程的仿真)。此时,仿真速度慢成为一个瓶颈问题。DSIM提供前所未有的仿真速度以支撑大规模系统仿真(如多SST电网)。传统方法中,此类仿真仅能通过开关平均等简化模型实现,但无法准确捕捉开关纹波和高频动态特性。现在通过DSIM,基于详细开关模型即可完成包含多台固态变压器的复杂系统仿真,其速度较其他工具快10-100倍,从而实现了其他工具难以企及的系统级电网兼容性分析。

● 无缝协同能力

SST电网兼容性分析可能需要跨越多个仿真工具,例如系统的一部分在MATLAB/Simulink中实现。DSIM支持与MATLAB/Simulink的联合仿真。用户可充分发挥DSIM在功率级仿真的卓越性能,并结合MATLAB在先进控制算法开发方面的优势,从而更好地支撑电网兼容性设计与优化工作。

相关资源

● 案例

● 论文

  • 论文分享: Abnormal Voltage Compensation caused by Vertical Crossing in Phase-shifted PWM-based Cascaded H-bridge Inverters

    本文提出了一种用于抑制相移PWM控制的级联H桥逆变器中垂直交叉现象的方法,以解决因调制波与载波在非零点或峰值处垂直交叉导致的PWM脉冲丢失问题。垂直交叉会引发逆变器输出电压异常和负载电流浪涌,尤其在滤波较小的并网系统中危害显著。文中通过分析载波斜率与调制波的变化趋势,建立了垂直交叉的数学预测条件,并提前调整可能发生异常的单元调制波,同时将调整产生的电压误差均匀分配到其他单元进行补偿,从而在不依赖硬件改动的情况下确保输出电压的准确性。本文使用DSIM进行仿真,仿真结果表明该方法有效消除了垂直交叉导致的电压失真和电流浪涌,适用于多采样控制的级联H桥逆变器系统。

    넶209 2025-04-26
  • 论文分享: Grid Voltage Control of Energy Storage System Using Dual Active Bridge Converter

    本文探讨了可再生能源波动对直流电网电压稳定性的挑战及其对电力系统可靠性的影响。本文通过双有源桥(DAB)变换器与能源存储系统(ESS)的协同控制,提出一种考虑前馈的数字无差拍控制的高响应电压调节策略。研究旨在解决光伏等分布式电源输出突变引发的功率不平衡问题,特别关注DAB变换器的快速充放电切换与相位差优化方法。通过仿真(使用DSIM仿真软件)与实验验证,文章所提方案能在毫秒级时间内维持直流电网电压恒定(如380 V),显著降低波动幅度(较传统PI控制减少90 %以上)。此外,研究强调了补偿变压器内阻与死区时间误差的重要性,为可再生能源高渗透率场景下的电网稳定提供了高效解决方案。

    넶224 2025-03-21
  • 论文分享: Analysis of Hosting Capacity and Power Quality in a Distribution Line with a Photovoltaic Installation: A Case Study

    这篇研究文章探讨了低压配电线路超出承载能力所带来的挑战及其对电能质量和系统稳定性的影响。本文主要在考虑商业和住宅用户前提下,关注光伏系统在低压馈线中的集成。研究旨在评估当前和未来光伏安装对配电线路承载能力的影响,特别关注居民消费者向能源生产者的转变。此外,研究强调超过承载能力对电力质量的影响,并强调遵守电网规范中定义的电能质量限制的重要性。

    넶260 2024-08-14

● 教程

  • 2025-12-26 教程-如何使用与MATLAB_Simulink的联合仿真.pdf

    끂89 423.5 KB

1. 三端口固态变压器(外接光伏)

该案例展示了一个三端口固态变压器,其中直流端口外接光伏模块及DC/DC变换器。仿真0.5秒的过程,DSIM仅需1秒左右就能完成。(后附电路下载链接)

ꅀ 查看案例
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2. LLC电路的联合仿真

该案例展示了固态变压器设计中常用的模块之一——LLC电路的仿真。其中,控制部分在MATLAB/Simulink中实现,主电路部分在DSIM中实现。(后附电路下载链接)

  • 2025-10-13 LVSST.rar

    끂2 481.68 KB
  • 2025-10-13 Cosim_LLC_diode.rar

    끂2 119.04 KB
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