基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真方法及装置

摘要

本申请涉及电力电子系统仿真技术领域，特别涉及一种基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真方法及装置，其中，方法包括：基于并联电容和串联电感，将待求解电力电子系统划分为多个子电力电子系统；由多个子电力电子系统得到与每个子电力电子系统对应的块矩阵，并获取每个块矩阵的块稀疏信息；以及利用每个块矩阵的块稀疏信息优化待求解电力电子系统仿真中状态方程的更新和数值积分，生成待求解电力电子系统的仿真结果。本申请实施例可以基于电力电子系统的拓扑特点，挖掘状态方程系数矩阵的稀疏特性，从而在仿真计算中减少方程更新和数值积分两方面的计算量，并适用于多种数值积分方法，在有效提升仿真效率的同时，提高了通用性和实用性。

说明书

技术领域

本申请涉及电力电子系统仿真技术领域，特别涉及一种基于电力电子系统状态方程稀 疏性的仿真方法及装置。

背景技术

相关技术中，大规模电力电子装置已经成为现代电网中极为重要的组成部分，尤其是 与昂贵的实验验证相比，基于电力电子系统的数学模型，使用离线仿真软件进行仿真分析， 从而辅助拓扑和控制的设计已经成为越来越多的研究者的选择。

然而，相关技术中，大规模电力电子系统的数学模型维数很高，随着规模增大，求解 计算量会非线性上升，增加了计算耗时，从而降低仿真效率，尤其是包含杂散参数的电力 电子系统，数学模型呈现刚性性质，需要使用隐式数值积分方法求解，仿真求解仍然存在 性能问题，对大规模电力电子系统的仿真耗时极长。部分方法通过将大规模系统的数学模 型进行降阶简化来加速计算，但是仿真精度受到影响，通用性和实用性均较低，亟待改进。

发明内容

本申请提供一种基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真方法及装置，以解决相关技 术中电力电子系统在仿真求解时，没有基于拓扑特点挖掘状态方程系数矩阵的稀疏特性， 无法与不同的数值积分方法相结合，实用性单一，对大规模电力电子系统的仿真耗时极长， 或者仿真精度不足，通用性较低，无法满足用户的使用需求等技术问题。

本申请第一方面实施例提供一种基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真方法，包括 以下步骤：基于并联电容和串联电感，将待求解电力电子系统划分为多个子电力电子系统； 由所述多个子电力电子系统得到与每个子电力电子系统对应的块矩阵，并获取每个块矩阵 的块稀疏信息；以及利用所述每个块矩阵的块稀疏信息优化所述待求解电力电子系统仿真 中状态方程的更新和数值积分，生成所述待求解电力电子系统的仿真结果。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述基于并联电容和串联电感，将待求解电力电 子系统划分为多个子电力电子系统，包括：构建所述待求解电力电子系统的状态空间模型； 基于所述求解电力电子系统的拓扑结构，对所述拓扑结构的并联电容处和串联电感处进行 系统划分，得到所述多个子电力电子系统。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述由所述多个子电力电子系统得到与每个子电 力电子系统对应的块矩阵，并获取每个块矩阵的块稀疏信息，包括：将所述状态空间模型 的每个系数矩阵划分为多个块矩阵，并根据所述多个子电力电子系统之间的连接关系确定 所述每个块矩阵的稀疏性质。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述利用所述每个块矩阵的块稀疏信息优化所述 待求解电力电子系统仿真中状态方程的更新和数值积分，生成所述待求解电力电子系统的 仿真结果，包括：以预设排序策略对所述多个子电力电子系统进行排序，得到所述每个子 电力电子系统的实际次序；按照所述每个子电力电子系统的实际次序使用隐式数值积分方 法对所述状态空间模型进行数值积分求解，得到求解结果，并利用所述每个块矩阵的稀疏 性质优化所述求解结果，得到所述仿真结果。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述状态空间模型为：

其中，x表示系统的状态变量，所述状态变量由电容电压和电感电流构成；u表示系统 的输入变量，所述所输入变量由电压源和电流源构成；y表示系统的输出变量，A、B、C 和D均表示系数矩阵。

本申请第二方面实施例提供一种基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真装置，包括： 划分模块，用于基于并联电容和串联电感，将待求解电力电子系统划分为多个子电力电子 系统；获取模块，用于由所述多个子电力电子系统得到与每个子电力电子系统对应的块矩 阵，并获取每个块矩阵的块稀疏信息；仿真模块，用于利用所述每个块矩阵的块稀疏信息 优化所述待求解电力电子系统仿真中状态方程的更新和数值积分，生成所述待求解电力电 子系统的仿真结果。

可选地，在本申请的一个实施例中，本申请实施例的装置还包括：构建模块，用于构 建所述待求解电力电子系统的状态空间模型；分解模块，用于基于所述求解电力电子系统 的拓扑结构，对所述拓扑结构的并联电容处和串联电感处进行系统划分，得到所述多个子 电力电子系统。

可选地，在本申请的一个实施例中，本申请实施例的装置还包括：确定模块，用于将 所述状态空间模型的每个系数矩阵划分为多个块矩阵，并根据所述多个子电力电子系统之 间的连接关系确定所述每个块矩阵的稀疏性质。

可选地，在本申请的一个实施例中，本申请实施例的装置还包括：排序模块，用于以 预设排序策略对所述多个子电力电子系统进行排序，得到所述每个子电力电子系统的实际 次序；计算模块，用于按照所述每个子电力电子系统的实际次序使用隐式数值积分方法对 所述状态空间模型进行数值积分求解，得到求解结果，并利用所述每个块矩阵的稀疏性质 优化所述求解结果，得到所述仿真结果。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述状态空间模型为：

其中，x表示系统的状态变量，所述状态变量由电容电压和电感电流构成；u表示系统 的输入变量，所述所输入变量由电压源和电流源构成；y表示系统的输出变量，A、B、C 和D均表示系数矩阵。

本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储 器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实 施例所述的基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真方法。

本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储 计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上述实施例所述的基于电力电子系 统状态方程稀疏性的仿真方法。

本申请实施例可以基于由电力电子系统划分的每个子电力电子系统的块矩阵的块稀疏 信息，优化电力电子系统仿真中状态方程的更新和数值积分，从而直接基于电力电子系统 的拓扑特点，挖掘状态方程系数矩阵的稀疏特性，有效提高对大规模电力电子系统的仿真 求解效率，不但在仿真计算中减少方程更新和数值积分两方面的计算量，并适用于多种数 值积分方法，在有效提升仿真效率的同时，提高了通用性和实用性。由此，解决相关技术 中电力电子系统在仿真求解时，没有基于拓扑特点挖掘状态方程系数矩阵的稀疏特性，无 法与不同的数值积分方法相结合，实用性单一，或者增加仿真耗时，降低大规模电力电子 系统的仿真速度，或者精度较低，降低用户使用体验感等技术问题。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明 显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和 容易理解，其中：

图1为根据本申请实施例提供的一种基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真方法的 流程图；

图2为根据本申请一个实施例提供的一种电力电子系统的并联电容处的电路划分示意 图；

图3为根据本申请一个实施例提供的一种电力电子系统的串联电感处的电路划分示意 图；

图4为相关技术中离散状态事件驱动仿真框架的总体流程图；

图5为根据本申请一个具体实施例的测试算例中四端口电能路由器的核心模块模块化 多有源桥的示意图；

图6为根据本申请一个具体实施例的子电力电子系统排序方法对测试算例的子电力电 子系统进行排序前后，求解中所涉及到矩阵的稀疏度示意图；

图7为根据本申请实施例提供的基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真的装置的结 构示意图；

图8为根据本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的一种基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真方 法及装置。针对上述背景技术中心提到的相关技术中电力电子系统在仿真求解时，没有基 于拓扑特点挖掘状态方程系数矩阵的稀疏特性，无法与不同的数值积分方法相结合，实用 性单一，或者增加仿真耗时，降低大规模电力电子系统的仿真速度，或者精度较低，无法 满足用户的使用需求的问题，本申请提供了一种基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真 方法，在该方法中，本申请实施例基于由电力电子系统划分的每个子电力电子系统的块矩 阵的块稀疏信息，优化电力电子系统仿真中状态方程的更新和数值积分，从而直接基于电 力电子系统的拓扑特点，挖掘状态方程系数矩阵的稀疏特性，有效提高对大规模电力电子 系统的仿真求解效率，不但在仿真计算中减少方程更新和数值积分两方面的计算量，并适 用于多种数值积分方法，在有效提升仿真效率的同时，提高了通用性和实用性。由此，解 决相关技术中电力电子系统在仿真求解时，没有基于拓扑特点挖掘状态方程系数矩阵的稀 疏特性，无法与不同的数值积分方法相结合，实用性单一，或者增加仿真耗时，降低大规 模电力电子系统的仿真速度，或者精度较低，降低用户使用体验感等技术问题。

具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿 真方法的流程示意图。

如图1所示，该基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真方法包括以下步骤：

在步骤S101中，基于并联电容和串联电感，将待求解电力电子系统划分为多个子电力 电子系统。

可以理解的是，本申请实施例旨在解决大规模电力电子系统仿真求解速度慢的问题， 希望能够基于电力电子系统的拓扑特点，挖掘状态方程系数矩阵的稀疏特性，并且可以与 不同的数值积分方法相结合，从而在仿真解算中减小方程更新和数值积分这两方面的计算 量，提升计算效率。因此，首先，本申请实施例可以基于电力电子系统中并联电容和串联 电感的拓扑特点，将电力电子系统划分为多个子电力电子系统，从而利用多个子电力电子 系统更好地挖掘状态方程系数矩阵的稀疏特性，从而进一步提高了对大规模电力电子系统 的仿真求解效率。

可选地，在本申请的一个实施例中，基于并联电容和串联电感，将待求解电力电子系 统划分为多个子电力电子系统，包括：构建待求解电力电子系统的状态空间模型；基于求 解电力电子系统的拓扑结构，对拓扑结构的并联电容处和串联电感处进行系统划分，得到 多个子电力电子系统。

可以理解的是，电力电子系统的子电力电子系统的划分方式可以有很多种，为了挖掘 状态方程系数矩阵的稀疏特性，本申请实施例以状态空间模型为例，下面对如何划分电力 电子系统进行举例描述。

其中，在本申请的一个实施例中，状态空间模型为：

其中，x表示系统的状态变量，状态变量由电容电压和电感电流构成；u表示系统的输 入变量，所输入变量由电压源和电流源构成；y表示系统的输出变量，A、B、C和D均 表示系数矩阵。

具体地，电力电子系统的子电力电子系统的划分方式可以有很多种，如本申请实施例 可以首先构建电力电子系统的状态空间模型，如公式(1)所示：

其中，x为系统的状态变量，u为系统的输入变量，y为系统的输出变量，A、B、C 和D均为系数矩阵。

在一些实施例中，x是一个n×1的向量，表示系统的状态变量，由电容电压和电感电流 构成；u是一个m×1的向量，表示系统的输入变量，由电压源和电流源构成；y是一个l×1的 向量，表示系统的输出变量，系数矩阵A、B、C和D的值与系统的开关状态、器件参数相关，当开关状态发生变化时，系数矩阵A、B、C和D也须相应更新。

另外，本申请实施例根据电力电子系统的拓扑结构，将系统从并联电容和串联电感处 进行划分，可得到多个子系统。例如，本申请实施例包括：

步骤S1011：如图2所示，找到电路中的并联电容，即有N个子电力电子系统与其并联的电容，N大于等于2。将并联电容和这N个子电力电子系统划分为N+1个子电力电子 系统，其中并联电容对其他子电力电子系统等效为电压源，其他子电力电子系统对并联电 容等效为电流源。

步骤1012：如图3所示，找到电路中的串联电感，即有N个子电力电子系统与之串联的电感，N大于等于2。将串联电感和这N个子电力电子系统划分为N+1个子电力电子系 统，其中串联电感对其他子电力电子系统等效为电流源，其他子电力电子系统对串联电感 等效为电压源。

步骤S1013：重复以上步骤，直至电路中没有待划分的子电力电子系统。

在步骤S102中，由多个子电力电子系统得到与每个子电力电子系统对应的块矩阵，并 获取每个块矩阵的块稀疏信息；

可以理解的是，在对于待求解电力电子系统进行基于并联电容和串联电感的电路划分， 将完整电路划分为若干子电力电子系统后，相应地，电力电子系统状态方程的系数矩阵将 被划分为多个与子电力电子系统相对应的块矩阵，从而判断块矩阵的稀疏性。

可选地，在本申请的一个实施例中，由多个子电力电子系统得到与每个子电力电子系 统对应的块矩阵，并获取每个块矩阵的块稀疏信息，包括：将状态空间模型的每个系数矩 阵划分为多个块矩阵，并根据多个子电力电子系统之间的连接关系确定每个块矩阵的稀疏 性质。

作为一种可能实现的方式，本申请实施例可以基于上述的状态空间模型即公式(1)， 本申请实施例可以将系数矩阵A、B、C和D等划分为块矩阵，从而根据子电力电子系统的连接关系，确定块矩阵的稀疏性质。

具体地，本申请实施例可以包括以下步骤：

S1021：将所有子电力电子系统划分为两类系统，其中，与电容并联或者与电感串联的 子电力电子系统为I型系统，并联电容和串联电感所在的子电力电子系统为II型系统。

S1022：将原始的状态方程系数矩阵写为块矩阵形式，即

其中，下标1～m对应所有的I型子电力电子系统，m+1～m+n对应所有的II型子电力电 子系统。

S1023：在第k步解算时，列出各个子电力电子系统的状态方程，以下各个矩阵中均省 略k的下标。

其中，对于I型系统，有：

其中，i表示第i个子电力电子系统，x

对II型系统，有：

其中，j表示第j个子电力电子系统，x

进一步地，对于I型系统对外等效出的输出接口变量，有：

对于II型系统对外等效出的输出接口变量，有：

y

最终，对I型系统有：

对II型系统有：

S1024：根据式(7)和式(8)，以及各个子电力电子系统的连接关系，可以直接确定E

在步骤S103中，利用每个块矩阵的块稀疏信息优化待求解电力电子系统仿真中状态方 程的更新和数值积分，生成待求解电力电子系统的仿真结果。

可以理解的是，使用块稀疏信息，本申请实施例可以优化电力电子系统仿真中状态方 程的更新和数值积分这两个环节的计算，从而在仿真计算中减少方程更新和数值积分两方 面的计算量，适用于多种数值积分方法，在有效提升仿真效率的同时，提高了通用性和实 用性。

可选地，在本申请的一个实施例中，利用每个块矩阵的块稀疏信息优化待求解电力电 子系统仿真中状态方程的更新和数值积分，生成待求解电力电子系统的仿真结果，包括： 以预设排序策略对多个子电力电子系统进行排序，得到每个子电力电子系统的实际次序； 按照每个子电力电子系统的实际次序使用隐式数值积分方法对状态空间模型进行数值积分 求解，得到求解结果，并利用每个块矩阵的稀疏性质优化求解结果，得到仿真结果。

需要说明的是，如图4所示，基于相关技术中针对刚性问题，有研究在离散状态事件 驱动框架的基础上，基于BDF(BackwardDifferentialFormula，隐式数值积分方法后向差分 公式)优化了其步长和阶数的变化策略，提出了后向离散事件驱动方法。然而，无论采用 哪种数值积分方法，离散状态事件驱动框架面对大规模系统的仿真求解仍然存在性能问题。

因此，在仿真的过程中，本申请实施例对于使用LU(LU Decomposition)分解方法求 解线性方程组的隐式数值积分方法，提出了子电力电子系统排序策略，以最大化减小稀疏 矩阵的LU分解计算量。即言，如果仿真过程中使用隐式数值积分方法对式(1)进行数值积分求解，则对子电力电子系统进行排序，以降低隐式数值积分方法中所涉及的LU分解 以及线性方程组求解的计算量。

作为一种可能实现的方式，本申请实施例可以包括以下步骤：

S1031：将隐式数值积分方法整理为线性方程组形式，以后向差分公式为例，对于r阶 的后向差分公式，有：

其中，x

S1032：根据A的块稀疏信息，得到线性方程组左端项矩阵M的块稀疏信息，可以证明 M的稀疏结构对称。

S1033：将M的块稀疏信息等效为一个无向图G

S1034：对图中的顶点进行消去，在第s步时，找到与之相连的边数最少的顶点，记为v， 将v和所有与其相连的边删去，在v的所有邻居中两两相连增加边，使得无向图G

S1035：重复S1034步骤，直至所有的顶点都被消去。

S1036：根据消去的顺序，对子电力电子系统进行重新编号，从而对状态方程的系数矩 阵和线性方程组左端项系数矩阵进行重排。

S1037：对于重排后的矩阵M，记L和U为对其进行LU分解之后得到的矩阵，满足 LU＝M，且L为下三角矩阵，U为上三角矩阵。则L和U中的非零块矩阵对应与无向图G

进一步地，在仿真的过程中，本申请实施例可以包括以下步骤：

S51：当仿真进行到第k步时，判断是否有子系统发生开关动作，若有，则根据式(7)和式(8)以及重排之后的子电力电子系统编号，找到发生变化的块稀疏矩阵，仅对该矩阵进行更新。

S52：在方程更新完毕之后，进行数值积分。若采用显式积分方法，则在计算状态变量 导数

下面以一个具体实施例，对本申请实施例的仿真方法的工作原理进行详细描述。

对一台10kV四端口电能路由器的高频振荡现象进行仿真。该装置共有四个端口，分别 是10kV高压交流(HVAC)端口，10kV高压直流(HVDC)端口，±375V低压直流(LVDC) 端口，380V低压交流(LVAC)端口。该装置总共包含578个开关器件、72个高频变压器、 87个变换单元模块。

如图5所示，该装置的核心结构为MMAB(ModularMultilevelActiveBridge，模块化多 有源桥)，其拓扑结构如图所示。由于MMAB模块中开关器件结电容和高频变压器结电容的影响，在高频直流母线上会产生兆赫兹级别的高频振荡现象，仿真场景即为复现该高频振荡现象。由于存在杂散参数，因此该系统的数学模型为刚性，需要使用后向离散状态事件驱动方法来进行求解。

使用本申请实施例的方法对该系统进行仿真，首先进行电路划分，电路共被划分为213 个子电力电子系统。然后，根据上述步骤，根据子电力电子系统之间的拓扑连接关系记录 了状态方程系数矩阵的块稀疏性。由于在数值积分的步骤使用了隐式数值积分方法，还要 对子电力电子系统进行排序。图6为隐式数值积分方法中待求解的线性方程组左端项系数 矩阵M和其LU分解矩阵在排序前后的稀疏度示意图。可以看到，所述的子电力电子系统 排序方法显著提高了LU分解矩阵的稀疏度。

在仿真的每一步，如果发生了开关动作从而引发拓扑变化，则找到发生变化的子系统， 仅改变与那些子系统相关的块矩阵。在数值积分求解时，使用稀疏矩阵运算来对方程组进 行求解从而提高效率。

仿真对比的对象为：(1)采用了稀疏技术的后向离散状态事件驱动方法(本申请实施 例)；(2)未采用稀疏技术的后向离散状态事件驱动方法；(3)商业仿真软件PSIM，仿真步长1e-8s。经测试，仿真0.005s的过程，方法(1)和方法(2)的仿真结果完全相同；相 较于商业仿真软件的仿真结果，高频母线电压的平均相对误差为0.58％，平均绝对误差为0.49V。在仿真耗时方面，使用了本申请实施例的方法(1)耗时45秒，方法(2)耗时2 分58秒，方法(3)耗时110分3秒。可以得到，本申请实施例在保证仿真准确度的情况 下相较于原始的后向离散状态事件驱动方法，进一步提速了4倍，相较于商业仿真软件提 速了约146倍，充分显示了本申请实施例的有效性。

根据本申请实施例提出的基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真方法，基于由电力 电子系统划分的每个子电力电子系统的块矩阵的块稀疏信息，优化电力电子系统仿真中状 态方程的更新和数值积分，从而直接基于电力电子系统的拓扑特点，挖掘状态方程系数矩 阵的稀疏特性，有效提高对大规模电力电子系统的仿真求解效率，不但在仿真计算中减少 方程更新和数值积分两方面的计算量，并适用于多种数值积分方法，在有效提升仿真效率 的同时，提高了通用性和实用性。

其次参照附图描述根据本申请实施例提出的基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真 装置。

图7是本申请实施例的基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真装置的方框示意图。

如图7所示，该基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真装置10包括：划分模块100、 获取模块200和仿真模块300。

具体地，划分模块100，用于基于并联电容和串联电感，将待求解电力电子系统划分为 多个子电力电子系统。

获取模块200，用于由多个子电力电子系统得到与每个子电力电子系统对应的块矩阵， 并获取每个块矩阵的块稀疏信息。

仿真模块300，用于利用每个块矩阵的块稀疏信息优化待求解电力电子系统仿真中状态 方程的更新和数值积分，生成待求解电力电子系统的仿真结果。

可选地，在本申请的一个实施例中，划分模块100包括：构建单元和划分单元。

其中，构建单元，用于构建待求解电力电子系统的状态空间模型。

划分单元，用于基于求解电力电子系统的拓扑结构，对拓扑结构的并联电容处和串联 电感处进行系统划分，得到多个子电力电子系统。

可选地，在本申请的一个实施例中，获取模块200包括：确定单元。

其中，确定单元，用于将状态空间模型的每个系数矩阵划分为多个块矩阵，并根据多 个子电力电子系统之间的连接关系确定每个块矩阵的稀疏性质。

可选地，在本申请的一个实施例中，仿真模块300包括：排序单元和求解单元。

其中，排序单元，用于以预设排序策略对多个子电力电子系统进行排序，得到每个子 电力电子系统的实际次序。

求解单元，用于按照每个子电力电子系统的实际次序使用隐式数值积分方法对状态空 间模型进行数值积分求解，得到求解结果，并利用每个块矩阵的稀疏性质优化求解结果， 得到仿真结果。

可选地，在本申请的一个实施例中，状态空间模型为：

其中，x表示系统的状态变量，状态变量由电容电压和电感电流构成；u表示系统的输 入变量，所输入变量由电压源和电流源构成；y表示系统的输出变量，A、B、C和D均 表示系数矩阵。

需要说明的是，前述对基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真方法实施例的解释说 明也适用于该实施例的基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真装置，此处不再赘述。

根据本申请实施例提出的基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真装置，基于由电力 电子系统划分的每个子电力电子系统的块矩阵的块稀疏信息，优化电力电子系统仿真中状 态方程的更新和数值积分，从而直接基于电力电子系统的拓扑特点，挖掘状态方程系数矩 阵的稀疏特性，有效提高对大规模电力电子系统的仿真求解效率，不但在仿真计算中减少 方程更新和数值积分两方面的计算量，并适用于多种数值积分方法，在有效提升仿真效率 的同时，提高了通用性和实用性。

图8为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：

存储器801、处理器802及存储在存储器801上并可在处理器802上运行的计算机程序。

处理器802执行程序时实现上述实施例中提供的基于电力电子系统状态方程稀疏性的 仿真方法。

进一步地，电子设备还包括：

通信接口803，用于存储器801和处理器802之间的通信。

存储器801，用于存放可在处理器802上运行的计算机程序。

存储器801可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

如果存储器801、处理器802和通信接口803独立实现，则通信接口803、存储器801和处理器802可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(PeripheralComponent， 简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称 为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中 仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选地，在具体实现上，如果存储器801、处理器802及通信接口803，集成在一块芯片上实现，则存储器801、处理器802及通信接口803可以通过内部接口完成相互间的通 信。

处理器802可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特 定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本 申请实施例的一个或多个集成电路。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器 执行时实现如上的基于电力电子系统状态方程稀疏性的仿真方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包 含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须 针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一 个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合 和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者 隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐 含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三 个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个 或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分， 并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序， 包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的 实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实 现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令 执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行 系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设 备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布 线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只 读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及 便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述 程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行 编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储 在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实 施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或 固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技 术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离 散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可 编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中， 该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各 个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既 可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以 软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读 取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了 本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制， 本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。