数值仿真入门
Dommel EMTP 算法是求解电磁暂态问题最被广泛采用的办法,但是讲解 Dommel 算法之前,其实需要对微分方程的数值解法有一定的基础。不然上来就学习 RLC 的离散化,可能对初学者有点劝退,难以理解。而且电网也不只有 RLC 元件,还有非线性元件、需要用状态空间描述的外部控制环路等等。所以,虽然是做电气领域的仿真算法,但是万变不离其宗,本质上还是数学问题。
微分方程数值解、Dommel 算法、离散化方法与电磁暂态仿真求解流程。

Dommel EMTP 算法是求解电磁暂态问题最被广泛采用的办法,但是讲解 Dommel 算法之前,其实需要对微分方程的数值解法有一定的基础。不然上来就学习 RLC 的离散化,可能对初学者有点劝退,难以理解。而且电网也不只有 RLC 元件,还有非线性元件、需要用状态空间描述的外部控制环路等等。所以,虽然是做电气领域的仿真算法,但是万变不离其宗,本质上还是数学问题。
从最简单的积分算子出发,解释仿真软件如何把连续系统转化为离散递推,并整理常见 s 到 z 转换关系。
从最普通的一阶微分方程和梯形积分器出发,推到 s 到 z 离散,再把电感、电容和 RLGC 支路整理成 Dommel 形式。
从支路端口电压 u 过渡到节点电压差 u_a-u_b,说明 R 支路和 RLC 串联支路如何进入节点导纳矩阵。
从显式电流源、电压源出发,讨论压控电流源、流控电流源、压控电压源和流控电压源如何写成节点电压法中的矩阵形式。
从无源支路装配出发,说明节点导纳矩阵的对称性、正定性、奇异性,以及这些性质对 EMT 实时计算的意义。
从开关突变的一阶 RC 例子出发,解释梯形积分数值震荡的成因、震荡频率与步长的关系,并引出 theta 积分、阻尼积分和可调积分。