CN110738016A - 一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法，包括：1建立状态空间方程；2启动仿真；3更新开关组状态，计算参数矩阵并存储；4迭代求解获得稠密输出时刻t_dense和稠密输出状态变量；5判断是否发生开关动作，若是，则设f_sy＝1和到步骤7，否则到步骤6；6判断是否f_sy＝0，若是，到步骤11，若否，到步骤9；7计算开关动作时刻t_inter和开关动作状态变量；8判断开关状态是否曾发生过，若是，则读取已有数据和到步骤4，否则到步骤3；9定位下一仿真步长，计算状态变量和设置f_sy＝0；10判断是否t_dense＞t_inter，若是，则重新计算稠密输出状态变量，否则到步骤11；11计算输出变量；12判断当前时间是否小于仿真总时长，若是，到步骤4，否则结束仿真。本发明计算精度高。

Description

一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法

技术领域

本发明涉及电力电子插值算法技术领域，尤其涉及一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法。

背景技术

随着电力电子设备的大规模应用，电力系统面临前所未有的复杂动态特性的耦合和运行控制方面的挑战。考虑到电力电子设备的高频动作和控制系统之间的相互影响，可以实现微秒级仿真的电磁暂态仿真成为仿真工具的首选。但是，随着系统规模和复杂度的增加，电磁暂态仿真在计算效率和精度上的矛盾愈发突出，传统的电磁暂态仿真方法难以满足需求，亟需一种在计算效率和精度上有所突破的电磁暂态仿真方法。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法，该方法是基于矩阵指数稠密输出进行计算的，不仅计算效率快，且精度高，能满足高频动作和复杂的电力系统的仿真计算。

为实现上述目的，本发明一实施例提供了一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法，包括以下步骤：

1)获取电力电子电路的仿真系统，建立所述仿真系统的状态空间方程为：

其中，t表示时间，x表示状态变量，u表示输入变量，y表示输出变量，p表示独立开关组的数量；A_i，B_i，C，D是状态方程的参数矩阵；S_i表示第i个独立开关组的状态，闭合为1，断开为0，i＝0，1，...，p；

2)设置仿真步长为Δt，仿真的初始时刻t₀＝0，仿真总时长为T_end，设置初始状态为x₀，当前时步数n＝0，启动仿真计算；

3)根据当前状态变量，更新所述状态空间方程中的所有开关组状态S_i，计算S_i＝1对应的参数矩阵A_i，B_i，C，D并存储；

4)使用Padé[1/2]近似的指数积分公式从当前时刻t_n迭代求解至t_n+Δt时刻，获得稠密输出时刻t_dense和对应的稠密输出点的稠密输出状态变量x_dense；其中，n≥0；

5)判断所述仿真系统在当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间是否发生开关动作，如果是，则设置重同步标志位为1，并进入步骤7)，否则进入步骤6)；

6)判断重同步标志位是否为0，若是，进入步骤11)，若否，进入步骤9)；

7)使用具有三阶精度的插值公式计算当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间最早的开关动作时刻t_inter和对应的开关动作状态变量x_inter，并更新当前时刻t_n＝t_inter和开关组的状态S_i；

8)判断当前开关状态是否曾经发生过，如果是，则读取已经存储的参数矩阵A_i，B_i，C，D并进行更新，然后进入步骤4)，否则进入步骤3)；

9)重新定位到下一个仿真步长时刻t_n+1＝t₀+(n+1)Δt，并使用具有三阶精度的插值公式计算该时刻t_n+1对应的状态变量x_n+1，同时设置重同步标志位为0；

10)判断所述稠密输出时刻t_dense是否大于所述当前时刻t_n，如果是，则使用具有三阶精度的插值公式重新计算所述稠密输出状态变量x_dense，再进入步骤11)，否则直接进入步骤11)；

11)计算所述输出变量y，并更新当前时步数n＝n+1，更新当前时间t_n＝t_n+1，更新当前状态变量x_n＝x_n+1；

12)判断所述当前时刻t_n是否小于所述仿真总时长T_end，如果是，进入步骤4)，否则结束仿真。

优选地，步骤4)所述的Padé[1/2]近似的指数积分公式为：

其中，

是一系列

族函数，令z＝ΔtA，则有k为所述

族函数中的第k个表达式；令g^ΔtA≈r₁₂(ΔtA)，则所述Padé[1/2]的矩阵指数近似具体形式为：

优选地，步骤7)所述的使用具有三阶精度的插值公式计算当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间最早的开关动作时间t_inter和对应的开关动作状态变量x_inter，具体包括：

通过第一公式组计算当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间最早的开关动作时间t_inter；其中，所述第一公式组为：

式中，限定

I_n为对应所述当前时刻t_n的用于判断开关状态的变量，I_n+1为对应t_n+1＝t_n+Δt时刻的用于判断开关状态的变量，I_dense为对应所述稠密输出时刻t_dense的用于判断开关状态的变量，I_inter为对应所述开关动作时刻t_inter的用于判断开关状态的变量，I_inter，α，β，γ为含有p个元素的向量；

为I_inter的第i个元素，α⁽ⁱ⁾为α的第i个元素，β⁽ⁱ⁾为β的第i个元素，γ⁽ⁱ⁾为γ的第i个元素；

通过第二公式组计算所述开关动作状态变量x_inter；其中，所述第二公式组为：

式中，x_n为所述当前时刻t_n对应的状态变量，x_n+1为t_n+1＝t_n+Δt时刻对应的状态变量，x_dense为所述稠密输出时刻t_dense对应的状态变量，x_inter为所述开关动作时刻t_inter对应的状态变量。

优选地，步骤9)所述的使用具有三阶精度的插值公式计算该时刻t_n+1对应的状态变量x_n+1，具体包括：

通过第三公式组计算该时刻t_n+1对应的状态变量x_n+1；其中，所述第三公式组为：

式中，x′_n为当前时步起始时刻t′_n对应的状态变量，x′_n+1为当前时步结束时刻t′_n+1＝t′_n+Δt对应的状态变量，x′_dense为当前时步起始时刻t′_n至当前时步结束时刻t′_n+1之间对应的稠密输出时刻t′_dense对应的状态变量。

优选地，步骤10)所述的使用具有三阶精度的插值公式重新计算稠密输出状态变量x_dense，具体包括：

通过第四公式组重新计算稠密输出状态变量x_dense；其中，所述第四公式组为：

与现有技术相比，本发明实施例所提供的一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法，是基于矩阵指数稠密输出的一种算法，能够使用稠密输出公式获得的额外输出点进行具有三阶精度的插值，配合Padé[1/2]近似的指数积分公式可以使计算结果总体获得三阶的精度，获得比传统仿真工具更高的精度，而且在开关动作时，高精度不会失去，解决传统仿真工具在开关动作时精度降阶的问题。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法的简略流程示意图；

图3是本发明一实施例提供的电压源控制换流器交直流系统的示意图；

图4是本发明一实施例提供的对应的电压源控制换流器的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的电力电子电路暂态仿真插值计算方法和其他传统算法的仿真结果所对应的波形图；

图6是本发明一实施例提供的电力电子电路暂态仿真插值计算方法和其他传统算法在计算直流侧电流时对应的误差分析。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明一实施例提供的一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法的流程示意图，所述方法包括步骤1)至步骤12)：

1)获取电力电子电路的仿真系统，建立所述仿真系统的状态空间方程为：

其中，t表示时间，x表示状态变量，u表示输入变量，y表示输出变量，p表示独立开关组的数量；A_i，B_i，C，D是状态方程的参数矩阵；S_i表示第i个独立开关组的状态，闭合为1，断开为0，i＝0，1，...，p；

2)设置仿真步长为Δt，仿真的初始时刻t₀＝0，仿真总时长为T_end，设置初始状态为x₀，当前时步数n＝0，启动仿真计算；

3)根据当前状态变量，更新所述状态空间方程中的所有开关组状态S_i，计算S_i＝1对应的参数矩阵A_i，B_i，C，D并存储；

4)使用Padé[1/2]近似的指数积分公式从当前时刻t_n迭代求解至t_n+Δt时刻，获得稠密输出时刻t_dense和对应的稠密输出点的稠密输出状态变量x_dense；其中，n≥0；

5)判断所述仿真系统在当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间是否发生开关动作，如果是，则设置重同步标志位为1，并进入步骤7)，否则进入步骤6)；

6)判断重同步标志位是否为0，若是，进入步骤11)，若否，进入步骤9)；

7)使用具有三阶精度的插值公式计算当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间最早的开关动作时刻t_inter和对应的开关动作状态变量x_inter，并更新当前时刻t_n＝t_inter和开关组的状态S_i；

8)判断当前开关状态是否曾经发生过，如果是，则读取已经存储的参数矩阵A_i，B_i，C，D并进行更新，然后进入步骤4)，否则进入步骤3)；

9)重新定位到下一个仿真步长时刻t_n+1＝t₀+(n+1)Δt，并使用具有三阶精度的插值公式计算该时刻t_n+1对应的状态变量x_n+1，同时设置重同步标志位为0；

10)判断所述稠密输出时刻t_dense是否大于所述当前时刻t_n，如果是，则使用具有三阶精度的插值公式重新计算所述稠密输出状态变量x_dense，再进入步骤11)，否则直接进入步骤11)；

11)计算所述输出变量y，并更新当前时步数n＝n+1，更新当前时间t_n＝t_n+1，更新当前状态变量x_n＝x_n+1；

12)判断所述当前时刻t_n是否小于所述仿真总时长T_end，如果是，进入步骤4)，否则结束仿真。

具体地，1)获取电力电子电路的仿真系统，读取仿真系统的结构和参数，根据结构和参数建立仿真系统的状态空间方程，状态空间方程为：

其中，t表示时间，x表示状态变量，例如为电容、电压、电流、电感等，u表示输入变量，一般为电压源和电流源，y表示输出变量，一般为节点电压或支路电流，p表示独立开关组的数量；A_i，B_i，C，D是状态方程的参数矩阵，A_i，B_i是描述状态变量x和输入变量u与x的微分的关系的参数矩阵，C，D是描述状态变量x和输入变量u与输出变量y的关系的参数矩阵，这些参数矩阵可以根据仿真系统的元件参数求得，S_i表示第i个独立开关组的状态，闭合为1，断开为0，i＝0，1，...，p。

2)设置仿真步长为Δt，仿真的初始时刻t₀＝0，仿真总时长为T_end，设置初始状态为x₀，当前时步数n＝0，启动仿真计算。优选地，仿真步长Δt＝5μs，仿真总时长T_end＝100ms。

3)获取仿真系统的当前状态变量，根据当前状态变量，更新所述状态空间方程中的所有开关组状态S_i，计算S_i＝1对应的参数矩阵A_i，B_i，C，D并存储，即计算对应为闭合的开关组的参数矩阵A_i，B_i，C，D，并进行存储，以方便后续使用，节省计算。

4)使用Padé[1/2]近似的指数积分公式从当前时刻t_n迭代求解至t_n+Δt时刻，获得稠密输出时刻t_dense和对应的稠密输出点的稠密输出状态变量x_dense；其中，n≥0。其中，稠密输出时刻t_dense和对应的稠密输出点的稠密输出状态变量x_dense是通过稠密输出公式计算获得，稠密输出公式为现有技术，在此不赘述。

5)判断仿真系统在当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间是否发生开关动作，开关动作指的是全部开关组是否发生开关动作，如果是，则设置重同步标志位为1，并进入步骤7)，否则进入步骤6)，此时是维持重同步标志位不变。为了方便表达，设置重同步标志位为f_sy。

6)判断重同步标志位是否为0，若是，即f_sy＝0，进入步骤11)，若否，即f_sy＝1，进入步骤9)；

7)使用具有三阶精度的插值公式计算当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间最早的开关动作时刻t_inter和对应的开关动作状态变量x_inter，并更新当前时刻t_n＝t_inter和开关组的状态S_i；

8)判断当前开关状态是否曾经发生过，如果是，则读取已经存储的参数矩阵A_i，B_i，C，D并进行更新，然后进入步骤4)，否则进入步骤3)。这一步骤是为了判断当前开关状态是否已经发生过，即是否已经计算过，如果曾经计算过，就可以使用之前存储过的参数矩阵A_i，B_i，C，D，从而节省运算。

9)重新定位到下一个仿真步长时刻t_n+1＝t₀+(n+1)Δt，并使用具有三阶精度的插值公式计算该时刻t_n+1对应的状态变量x_n+1，该时刻t_n+1为整数步长，同时设置重同步标志位为0，即设置f_sy＝0。

10)判断稠密输出时刻t_dense是否大于当前时刻t_n，如果是，则使用具有三阶精度的插值公式重新计算稠密输出状态变量x_dense，再进入步骤11)，否则直接进入步骤11)。判断稠密输出时刻t_dense是否大于当前时刻t_n，实质是判断稠密输出时刻t_dense是否大于开关动作时刻t_inter，因为在步骤7)已经对当前时刻t_n进行了更新。

11)计算输出变量y，并更新当前时步数n＝n+1，更新当前时间t_n＝t_n+1，更新当前状态变量x_n＝x_n+1；

12)判断当前时刻t_n是否小于仿真总时长T_end，如果是，进入步骤4)，开始下一个仿真步长的计算，否则结束仿真。

为了更清晰地了解本发明方法对应的流程步骤，本发明该实施例还提供一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法的简略流程示意图，具体参见图2，图2的流程步骤跟上述步骤1)至步骤12)的过程是对应的，只不过更简洁明了。

本发明一实施例提供的一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法，是基于矩阵指数稠密输出的一种算法，能够使用稠密输出公式获得的额外输出点进行具有三阶精度的插值，配合Padé[1/2]近似的指数积分公式可以使计算结果总体获得三阶的精度，获得比传统仿真工具更高的精度，而且在开关动作时，高精度不会失去，解决传统仿真工具在开关动作时精度降阶的问题。

作为上述方案的改进，步骤4)所述的Padé[1/2]近似的指数积分公式为：

其中，

是一系列族函数，令z＝ΔtA，则有

k为所述

族函数中的第k个表达式；令g^ΔtA≈r₁₂(ΔtA)，则所述Padé[1/2]的矩阵指数近似具体形式为：

具体地，步骤4)中的Padé[1/2]近似的指数积分公式为：

其中，

是一系列

族函数，令z＝ΔtA，则有

族函数满足以上递推关系，k为

族函数中的第k个表达式；通过使用[1/2]阶Padé近似求解

中的g^ΔtA和

中的g^ΔtA项，令g^ΔtA≈r₁₂(ΔtA)，则Padé[1/2]的矩阵指数近似具体形式为：

作为上述方案的改进，步骤7)所述的使用具有三阶精度的插值公式计算当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间最早的开关动作时间t_inter和对应的开关动作状态变量x_inter，具体包括：

通过第一公式组计算当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间最早的开关动作时间t_inter；其中，所述第一公式组为：

式中，限定

I_n为对应所述当前时刻t_n的用于判断开关状态的变量，I_n+1为对应t_n+1＝t_n+Δt时刻的用于判断开关状态的变量，I_dense为对应所述稠密输出时刻t_dense的用于判断开关状态的变量，I_inter为对应所述开关动作时刻t_inter的用于判断开关状态的变量，I_inter，α，β，γ为含有p个元素的向量；

为I_inter的第i个元素，α⁽ⁱ⁾为α的第i个元素，β⁽ⁱ⁾为β的第i个元素，γ⁽ⁱ⁾为γ的第i个元素；

通过第二公式组计算所述开关动作状态变量x_inter；其中，所述第二公式组为：

式中，x_n为所述当前时刻t_n对应的状态变量，x_n+1为t_n+1＝t_n+Δt时刻对应的状态变量，x_dense为所述稠密输出时刻t_dense对应的状态变量，x_inter为所述开关动作时刻t_inter对应的状态变量。

具体地，通过第一公式组计算当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间最早的开关动作时间t_inter；其中，第一公式组为：

式中，i＝1，2，3，...，p，限定

也就是保留在区间[t_n，t_n+1]之间的解，I_n为对应当前时刻t_n的用于判断开关状态的变量，I_n+1为对应t_n+1＝t_n+Δt时刻的用于判断开关状态的变量，I_dense为对应稠密输出时刻t_dense的用于判断开关状态的变量，I_inter为对应开关动作时刻t_inter的用于判断开关状态的变量，I_inter，α，β，γ为含有p个元素的向量；为I_inter的第i个元素，α⁽ⁱ⁾为α的第i个元素，β⁽ⁱ⁾为β的第i个元素，γ⁽ⁱ⁾为γ的第i个元素；

通过第二公式组计算开关动作状态变量x_inter；其中，第二公式组为：

式中，x_n为所述当前时刻t_n对应的状态变量，x_n+1为t_n+1＝t_n+Δt时刻对应的状态变量，x_dense为所述稠密输出时刻t_dense对应的状态变量，x_inter为所述开关动作时刻t_inter对应的状态变量。

作为上述方案的改进，步骤9)所述的使用具有三阶精度的插值公式计算该时刻t_n+1对应的状态变量x_n+1，具体包括：

通过第三公式组计算该时刻t_n+1对应的状态变量x_n+1；其中，所述第三公式组为：

式中，x′_n为当前时步起始时刻t′_n对应的状态变量，x′_n+1为当前时步结束时刻t′_n+1＝t′_n+Δt对应的状态变量，x′_dense为当前时步起始时刻t′_n至当前时步结束时刻t′_n+1之间对应的稠密输出时刻t′_dense对应的状态变量。

具体地，通过第三公式组计算该时刻t_n+1对应的状态变量x_n+1；其中，第三公式组为：

式中，x′_n为当前时步起始时刻t′_n对应的状态变量，实际上对应的是开关时刻t_inter，x′_n+1为当前时步结束时刻t′_n+1＝t′_n+Δt对应的状态变量，x′_dense为当前时步起始时刻t′_n至当前时步结束时刻t′_n+1之间对应的稠密输出时刻t′_dense对应的状态变量。值得注意的是，当前时步起始时刻t′_n不同于当前时刻t_n。

作为上述方案的改进，步骤10)所述的使用具有三阶精度的插值公式重新计算稠密输出状态变量x_dense，具体包括：

通过第四公式组重新计算稠密输出状态变量x_dense；其中，所述第四公式组为：

具体地，通过第四公式组重新计算稠密输出状态变量x_dense；其中，第四公式组为：

。

式中的字母含义跟上一实施例的字母含义一致，也就是x′_n为当前时步起始时刻t′_n对应的状态变量，x′_n+1为当前时步结束时刻t′_n+1＝t′_n+Δt对应的状态变量，x′_dense为当前时步起始时刻t′_n至当前时步结束时刻t′_n+1之间对应的稠密输出时刻t′_dense对应的状态变量。

为了验证本发明的准确性与可靠性，本发明该实施例提供一个计算实例，本实施例中执行仿真计算的计算机硬件环境为Intel Core2 Q84002.66GHz CPU，内存容量2GB；软件环境为Windows 7操作系统。

参见图3，是本发明一实施例提供的电压源控制换流器交直流系统的示意图，该交直流系统是包含两个两电平电压源控制换流器换流器的电压源控制换流器交直流系统。参见图4，是本发明一实施例提供的对应的电压源控制换流器的结构示意图。该交直流系统包含12个IGBT和12个二极管，IGBT调制采用PWM调制，调制波采用2000Hz的三角波。该交直流系统较为复杂，调制频率较高，可以验证本发明的有效性。本实施还将本发明的仿真结果与传统电磁暂态仿真软件(PSCAD和EMTP-RV)的仿真结果进行了比较。

参见图5，是本发明一实施例提供的电力电子电路暂态仿真插值计算方法和其他传统算法的仿真结果所对应的波形图，由图5可知，本发明与其他传统算法所对应的波形图几乎一致，这表明本发明提出的计算方法可以对高频复杂系统进行正确的仿真计算。

参见图6，是本发明一实施例提供的电力电子电路暂态仿真插值计算方法和其他传统算法在计算直流侧电流时对应的误差分析，由图6中可知，本发明在5μs仿真步长下，误差比传统电磁暂态仿真软件小4个数量级，比线性插值的矩阵指数小三个数量级，说明本发明的计算方法拥有远远优于其他方法的精度，而且由于本发明的计算方法拥有最高的三阶精度，这表示随着选用步长的减小，本发明的计算方法的精度优势会更加明显。所以电压源控制换流器交直流系统的仿真结果表明本发明在高频的复杂的电力电子系统中有着较好的表现和适用性。表1是本实施例的电压源控制换流器交直流系统对应的参数，本实施例中，设定仿真步长Δt＝5μs，仿真总时长T_end＝100ms。

表1本实施例的电压源控制换流器交直流系统对应的参数

综上，本发明实施例所提供的一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法，是基于矩阵指数稠密输出的一种算法，能够使用稠密输出公式获得的额外输出点进行具有三阶精度的插值，配合Padé[1/2]的矩阵指数近似可以使算法总体获得三阶的精度，获得比传统仿真工具更高的精度，而且在开关动作时，高精度不会失去，解决传统仿真工具在开关动作时精度降阶的问题。该计算方法拥有非常高的精确度，这对于改善电磁暂态仿真精度有着重要意义，而且该计算方法可以用远小于其他算法的仿真步长，而获得更小的误差，这为提高仿真计算速度提供了新的可能。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电力电子电路暂态仿真插值计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取电力电子电路的仿真系统，建立所述仿真系统的状态空间方程为：

其中，t表示时间，x表示状态变量，u表示输入变量，y表示输出变量，p表示独立开关组的数量；A_i，B_i，C，D是状态方程的参数矩阵；S_i表示第i个独立开关组的状态，闭合为1，断开为0，i＝0，1，...，p；

2)设置仿真步长为Δt，仿真的初始时刻t₀＝0，仿真总时长为T_end，设置初始状态为x₀，当前时步数n＝0，启动仿真计算；

3)根据当前状态变量，更新所述状态空间方程中的所有开关组状态S_i，计算S_i＝1对应的参数矩阵A_i，B_i，C，D并存储；

4)使用Padé[1/2]近似的指数积分公式从当前时刻t_n迭代求解至t_n+Δt时刻，获得稠密输出时刻t_dense和对应的稠密输出点的稠密输出状态变量x_dense；其中，n≥0；

5)判断所述仿真系统在当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间是否发生开关动作，如果是，则设置重同步标志位为1，并进入步骤7)，否则进入步骤6)；

6)判断重同步标志位是否为0，若是，进入步骤11)，若否，进入步骤9)；

7)使用具有三阶精度的插值公式计算当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间最早的开关动作时刻t_inter和对应的开关动作状态变量x_inter，并更新当前时刻t_n＝t_inter和开关组的状态S_i；

8)判断当前开关状态是否曾经发生过，如果是，则读取已经存储的参数矩阵A_i，B_i，C，D并进行更新，然后进入步骤4)，否则进入步骤3)；

9)重新定位到下一个仿真步长时刻t_n+1＝t₀+(n+1)Δt，并使用具有三阶精度的插值公式计算该时刻t_n+1对应的状态变量x_n+1，同时设置重同步标志位为0；

10)判断所述稠密输出时刻t_dense是否大于所述当前时刻t_n，如果是，则使用具有三阶精度的插值公式重新计算所述稠密输出状态变量x_dense，再进入步骤11)，否则直接进入步骤11)；

11)计算所述输出变量y，并更新当前时步数n＝n+1，更新当前时间t_n＝t_n+1，更新当前状态变量x_n＝x_n+1；

12)判断所述当前时刻t_n是否小于所述仿真总时长T_end，如果是，进入步骤4)，否则结束仿真。

2.如权利要求1所述的电力电子电路暂态仿真插值计算方法，其特征在于，步骤4)所述的Padé[1/2]近似的指数积分公式为：

其中，

是一系列

族函数，令z＝ΔtA，则有

k为所述族函数中的第k个表达式；令g^ΔtA≈r₁₂(ΔtA)，则所述Padé[1/2]的矩阵指数近似具体形式为：

3.如权利要求1所述的电力电子电路暂态仿真插值计算方法，其特征在于，步骤7)所述的使用具有三阶精度的插值公式计算当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间最早的开关动作时间t_inter和对应的开关动作状态变量x_inter，具体包括：

通过第一公式组计算当前时刻t_n到t_n+Δt时刻之间最早的开关动作时间t_inter；其中，所述第一公式组为：

式中，限定I_n为对应所述当前时刻t_n的用于判断开关状态的变量，I_n+1为对应t_n+1＝t_n+Δt时刻的用于判断开关状态的变量，I_dense为对应所述稠密输出时刻t_dense的用于判断开关状态的变量，I_inter为对应所述开关动作时刻t_inter的用于判断开关状态的变量，I_inter，α，β，γ为含有p个元素的向量；

为I_inter的第i个元素，α⁽ⁱ⁾为α的第i个元素，β⁽ⁱ⁾为β的第i个元素，γ⁽ⁱ⁾为γ的第i个元素；

通过第二公式组计算所述开关动作状态变量x_inter；其中，所述第二公式组为：

式中，x_n为所述当前时刻t_n对应的状态变量，x_n+1为t_n+1＝t_n+Δt时刻对应的状态变量，x_dense为所述稠密输出时刻t_dense对应的状态变量，x_inter为所述开关动作时刻t_inter对应的状态变量。

4.如权利要求3所述的电力电子电路暂态仿真插值计算方法，其特征在于，步骤9)所述的使用具有三阶精度的插值公式计算该时刻t_n+1对应的状态变量x_n+1，具体包括：

通过第三公式组计算该时刻t_n+1对应的状态变量x_n+1；其中，所述第三公式组为：

式中，x′_n为当前时步起始时刻t′_n对应的状态变量，x′_n+1为当前时步结束时刻t′_n+1＝t′_n+Δt对应的状态变量，x′dense为当前时步起始时刻t_n至当前时步结束时刻t′_n+1之间对应的稠密输出时刻t′_dense对应的状态变量。

5.如权利要求4所述的电力电子电路暂态仿真插值计算方法，其特征在于，步骤10)所述的使用具有三阶精度的插值公式重新计算稠密输出状态变量x_dense，具体包括：

通过第四公式组重新计算稠密输出状态变量x_dense；其中，所述第四公式组为：

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