发布日期：2026-08-14
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学位论文题目：考虑非线性特性的直流设备恒导纳建模与高效电磁暂态仿真方法研究
申请人 | 苏杭 | ||
学号 | 021031210007 | ||
导师 | 汪可友 | 教授 | |
答辩地点 | 智能电网中心楼214会议室 | ||
答辩时间 | 2026年8月23日 9:30 | ||
答辩委员会 | 严正（主席） | 教授 | 上海交通大学 |
李国杰 | 研究员 | 上海交通大学 | |
高飞 | 副教授 | 上海交通大学 | |
杭丽君 | 教授 | 杭州电子科技大学 | |
虞瑄 | 正高级工程师 | 华东电力设计院 | |
论文简介
直流设备是新型电力系统的重要组成部分，现已应用于多项示范工程，发展前景广阔。直流设备的电力电子器件占比高、暂态响应快、拓扑规模大，同时还可能含有非线性元件，高效实现电磁暂态仿真的技术难度大。在考虑直流设备非线性元件特性的仿真条件下，现有仿真模型或方法很难兼顾仿真精度和速率，高效仿真能力亟待提高。为此，论文选取发生短路故障或扰动的直流设备作为研究对象，借鉴现有高效建模仿真方案的成功经验，按照“元件-设备-系统”的递进式思路开展了恒导纳建模与高效电磁暂态仿真方法研究。
首先，论文在非线性元件层面研究了精确高效的虚拟恒导纳建模仿真方法，为后续章节提供了方法支撑。具体地，通过构造虚导纳，实现了非线性元件恒导纳建模；通过步骤整合、简省冗余输出变量实现了恒导纳模型高效解算。其次，以所提方法为基础，论文在非线性设备层面建立了直流断路器、故障限流器、直流变压器的恒导纳模型，为开展多设备联合仿真提供了模型支撑。最后，论文在非线性系统层面研究了数值稳定性好、解算速度快的解耦仿真方法，同时以直流系统短路为场景对多种直流设备恒导纳模型开展了综合仿真应用。
综上，本论文较好地解决了节点分析架构下非线性系统高阶时变的节点导纳矩阵制约电磁暂态仿真提速的问题。综合运用本论文提出的建模仿真方案可将涉及非线性元件的直流设备电磁暂态仿真精度和解算速度均衡提升至较为理想的水平。
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