本發(fā)明涉及性能仿真分析，尤其涉及一種電力模組的性能仿真方法。

背景技術(shù)：

1、電力模組作為電力電子系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，廣泛應(yīng)用于電動汽車、可再生能源系統(tǒng)、智能電網(wǎng)等多個領(lǐng)域，其性能直接影響系統(tǒng)的整體效率和穩(wěn)定性。然而，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用場景的日益復(fù)雜化，如何在設(shè)計階段準確預(yù)測電力模組的工作表現(xiàn)并進行有效的性能優(yōu)化，成為當前技術(shù)領(lǐng)域中的重要挑戰(zhàn)。

2、當前市面上針對電力模組的設(shè)計和仿真分析多依賴傳統(tǒng)的實驗測試和仿真工具。傳統(tǒng)仿真方法通常以單一物理場仿真為主，忽視了電力模組工作環(huán)境中多物理場之間的耦合作用。例如，電力模組在工作過程中不僅產(chǎn)生電場，還會伴隨熱量、機械應(yīng)力等復(fù)雜的多物理現(xiàn)象。如果僅僅依靠電場仿真，無法全面預(yù)測其實際性能，容易導(dǎo)致設(shè)計偏差。且傳統(tǒng)仿真工具多以固定網(wǎng)格為基礎(chǔ)進行計算，無法動態(tài)調(diào)整仿真精度，導(dǎo)致計算資源浪費且計算時間長。尤其是對于復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的電力模組，仿真結(jié)果的精度難以滿足設(shè)計要求，同時計算量大幅增加，導(dǎo)致設(shè)計周期延長。

3、在傳統(tǒng)仿真方法中，計算資源的利用效率較低，難以充分利用現(xiàn)代計算技術(shù)的優(yōu)勢。特別是在面對大規(guī)模并行計算需求時，單機計算往往不能滿足高效仿真的需求。雖然分布式計算平臺已經(jīng)逐步應(yīng)用于仿真領(lǐng)域，但如何高效管理計算資源、動態(tài)調(diào)整任務(wù)調(diào)度，仍然是一個亟待解決的問題?，F(xiàn)有的分布式仿真平臺通常采用固定資源分配策略，無法根據(jù)實時仿真任務(wù)的需求調(diào)整資源分配，導(dǎo)致計算資源浪費或仿真時間延長。傳統(tǒng)的仿真流程還缺乏有效的反饋控制機制。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，本發(fā)明有必要提供一種電力模組的性能仿真方法，以解決至少一個上述技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，一種電力模組的性能仿真方法，包括以下步驟：

3、步驟s1：獲取電力模組的初始物理特性數(shù)據(jù)及初始電氣特性數(shù)據(jù)；對初始物理特性數(shù)據(jù)及初始電氣特性數(shù)據(jù)進行預(yù)處理并仿真模擬，得到電力模組內(nèi)部的物理場分布特點；利用自適應(yīng)網(wǎng)格生成算法及稀疏矩陣求解基于電力模組內(nèi)部的物理場分布特點對電力模組進行多物理場仿真分析，得到仿真結(jié)果數(shù)據(jù)；根據(jù)仿真結(jié)果數(shù)據(jù)對電力模組的仿真模型進行參數(shù)調(diào)整和優(yōu)化，生成優(yōu)化仿真模型參數(shù)數(shù)據(jù)；

4、步驟s2：根據(jù)優(yōu)化仿真模型參數(shù)數(shù)據(jù)，對電力模組的設(shè)計進行簡化處理以建立簡化模型；基于簡化模型進行性能評估及優(yōu)化，得到優(yōu)化方案數(shù)據(jù)；

5、步驟s3：對優(yōu)化方案數(shù)據(jù)進行仿真需求分析，得到電力模組的仿真任務(wù)；利用分布式計算平臺對仿真任務(wù)進行大規(guī)模并行計算，并進行仿真分析，得到實時仿真數(shù)據(jù)；根據(jù)實時仿真數(shù)據(jù)對計算資源進行動態(tài)調(diào)整，得到實時優(yōu)化數(shù)據(jù)；

6、步驟s4：根據(jù)實時優(yōu)化數(shù)據(jù)對預(yù)設(shè)工作參數(shù)進行預(yù)計算，建立仿真結(jié)果庫；根據(jù)仿真結(jié)果庫對電力模組進行快速仿真及優(yōu)化，得到快速仿真數(shù)據(jù)；

7、步驟s5：根據(jù)仿真結(jié)果庫及快速仿真數(shù)據(jù)對電力模組進行實時監(jiān)測，得到仿真檢測結(jié)果；通過反饋控制對仿真檢測結(jié)果進行動態(tài)調(diào)整，得到優(yōu)化仿真結(jié)果數(shù)據(jù)；

8、步驟s6：根據(jù)優(yōu)化仿真結(jié)果數(shù)據(jù)對電力模組進行性能模擬，構(gòu)建電力模組的綜合性能控制模型；根據(jù)綜合性能控制模型實現(xiàn)電力模組的動態(tài)優(yōu)化控制。

9、本發(fā)明提出了一個完整的多步驟仿真和優(yōu)化流程，利用多物理場仿真、自適應(yīng)網(wǎng)格生成算法、分布式計算和反饋控制等技術(shù)來提高電力模組的設(shè)計效率和性能穩(wěn)定性。通過自適應(yīng)網(wǎng)格生成算法和稀疏矩陣求解，該方法能夠根據(jù)電力模組的初始物理特性和電氣特性進行多物理場仿真分析。這使得仿真能夠更好地模擬真實工作環(huán)境中不同物理場的交互效應(yīng)，如電場、熱量和機械應(yīng)力的耦合作用，從而提高了仿真精度。通過簡化模型的建立，減少了計算復(fù)雜度。該方法能夠在保證仿真精度的前提下，利用簡化模型對電力模組的設(shè)計進行性能評估和優(yōu)化。這種方法減少了對高復(fù)雜度模型的依賴，有效降低了計算資源消耗和計算時間，從而提高了仿真的效率。通過利用分布式計算平臺對仿真任務(wù)進行大規(guī)模并行計算，該方法能夠在短時間內(nèi)處理大量復(fù)雜的仿真任務(wù)。這使得電力模組的設(shè)計和仿真能夠快速迭代，有效減少了開發(fā)周期，并確保了高效的設(shè)計驗證過程。通過實時仿真數(shù)據(jù)的反饋和計算資源的動態(tài)調(diào)整，該方法能夠根據(jù)實際仿真需求靈活調(diào)度計算資源。這種動態(tài)資源管理機制不僅提高了資源的利用效率，還能夠根據(jù)任務(wù)的復(fù)雜度進行自動調(diào)整，確保計算任務(wù)在最優(yōu)資源配置下執(zhí)行。通過建立仿真結(jié)果庫，進一步優(yōu)化了仿真流程。利用已有的仿真數(shù)據(jù)，可以快速生成仿真結(jié)果，減少重復(fù)計算。這種仿真結(jié)果庫的建立，允許工程師在設(shè)計過程中迅速獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，縮短了決策時間。通過對電力模組性能進行實時監(jiān)測機制，并結(jié)合反饋控制系統(tǒng)進行動態(tài)調(diào)整。通過對仿真檢測結(jié)果的實時調(diào)整，能夠根據(jù)電力模組的實際運行狀況進行優(yōu)化，有效減少了系統(tǒng)故障或性能下降的風(fēng)險，提高了系統(tǒng)的可靠性。通過構(gòu)建電力模組的綜合性能控制模型，將單個模組的優(yōu)化與整體系統(tǒng)性能相結(jié)合，實現(xiàn)了系統(tǒng)級的動態(tài)優(yōu)化控制。這種方法不僅關(guān)注電力模組本身的性能，還考慮了它與整個系統(tǒng)之間的相互作用，確保電力模組在復(fù)雜的系統(tǒng)環(huán)境中能夠高效穩(wěn)定地運行。本發(fā)明具有顯著的有益效果，特別是在仿真精度、計算效率、資源優(yōu)化管理、實時監(jiān)測及反饋控制等方面，顯著提升了電力模組的設(shè)計與優(yōu)化能力。通過多步驟的系統(tǒng)性流程，該方法為復(fù)雜電力模組的性能評估和優(yōu)化提供了一套完善、高效的解決方案，能夠滿足現(xiàn)代電力電子設(shè)備的高效設(shè)計和快速迭代需求。

技術(shù)特征：

1.一種電力模組的性能仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力模組的性能仿真方法，其特征在于，步驟s1包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力模組的性能仿真方法，其特征在于，步驟s15包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力模組的性能仿真方法，其特征在于，步驟s16包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力模組的性能仿真方法，其特征在于，步驟s2包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力模組的性能仿真方法，其特征在于，步驟s3包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力模組的性能仿真方法，其特征在于，步驟s4包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力模組的性能仿真方法，其特征在于，步驟s43包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力模組的性能仿真方法，其特征在于，步驟s5包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電力模組的性能仿真方法，其特征在于，步驟s6包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及性能仿真分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力模組的性能仿真方法。該方法包括以下步驟：獲取電力模組的初始物理特性數(shù)據(jù)及初始電氣特性數(shù)據(jù)；對初始物理特性數(shù)據(jù)及初始電氣特性數(shù)據(jù)進行預(yù)處理并仿真模擬，得到電力模組內(nèi)部的物理場分布特點；利用自適應(yīng)網(wǎng)格生成算法及稀疏矩陣求解基于電力模組內(nèi)部的物理場分布特點對電力模組進行多物理場仿真分析，得到仿真結(jié)果數(shù)據(jù)；根據(jù)仿真結(jié)果數(shù)據(jù)對電力模組的仿真模型進行參數(shù)調(diào)整和優(yōu)化，生成優(yōu)化仿真模型參數(shù)數(shù)據(jù)；根據(jù)優(yōu)化仿真模型參數(shù)數(shù)據(jù)，對電力模組的設(shè)計進行簡化處理以建立簡化模型。本發(fā)明通過多階段仿真和優(yōu)化，能夠顯著提升電力模組的性能和控制精度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。

技術(shù)研發(fā)人員：孔碧鳳,陳天洞,龔偉鋒
受保護的技術(shù)使用者：官酷科技（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9