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龙图腾网获悉东南大学申请的专利一种基于环路电流法的电力电子系统集群仿真实现方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115618775B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211204494.6，技术领域涉及：G06F30/33；该发明授权一种基于环路电流法的电力电子系统集群仿真实现方法是由金成;赵剑锋;刘康礼;陈文哲;王鹏宇;季振东设计研发完成，并于2022-09-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于环路电流法的电力电子系统集群仿真实现方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于环路电流法的电力电子系统集群仿真实现方法，涉及电力电子技术领域。本发明包括：基于环路电流法的电力电子模型集群分配初始化方法与集群计算调度方法，其中模型分配初始化方法将大规模电力电子模型依据环路电流法解耦后的局部电路分配到各个计算节点上并完成各个节点上局部电路模型仿真的初始化，其中集群计算调度方法实现集群中主节点对计算节点的多级并行计算调度与同步流程。本发明适用基于超级计算机或者高性能计算机集群的大规模电力电子仿真，充分利用计算机集群内存容量大的优势扩大电力电子模型仿真规模，充分利用计算机集群处理器核心数量多的优势提高电力电子模型仿真效率。

本发明授权一种基于环路电流法的电力电子系统集群仿真实现方法在权利要求书中公布了：1.一种基于环路电流法的电力电子系统集群仿真实现方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取单元电路总数量n，并计算仿真模型单个区域i内电路部分和控制器部分需要的内存容量mi，区域i占用的内存空间计算公式如下所示： 其中是区域需要占用的总字节数，是环路电流数量，描述的是节点环路电压矢量和占用的内存空间；是区域内单元电路数量，是单元电路内器件数量，是单元电路节点数量，是单元电路中第个器件状态数量，是单元电路中第个器件电压电流等电气量属性数量，，定义了单元电路内控制系统占用的内存空间，其中计算了单元电路导纳矩阵和阻抗矩阵集合所占用的内存空间，由于一个区域内各个单元电路共用一组导纳矩阵和阻抗矩阵，在一个区域内只计算一次，描述的是单元电路电压矢量和电流矢量占用的内存空间，描述的是环路电压矢量占用的内存空间，描述的是环路阻抗占用的内存空间，描述的是节点环路电压阻抗和占用的内存空间，描述的是环路电流选择矩阵占用的内存空间，描述的是每个器件保存各自电压电流状态占用的内存空间，sizeofdouble描述的是在不同架构的超级计算机、高性能计算机集群中一个double类型浮点数占用的字节数； 指定计算机集群其中1台机器为主节点，剩余台机器为计算节点，计算各个计算节点上所有区域内存总容量，将单个节点上需要内存容量大于节点容量的节点部分区域调整到其他节点上，使其满足节点上需要内存容量约束，并且调整后最小; 根据计算得到每个区域所占用的内存空间以及主节点和计算节点关系，然后依据计算节点上区域单元电路数量将整个仿真模型内区域单元电路结构和器件状态平均分配到各个计算节点上，同时保证一个区域内的所有单元电路分配到同一个计算节点上; 各个计算节点根据分配到的区域单元电路结构和器件状态，计算区域i内的单元电路在所有器件状态组合下的导纳矩阵和阻抗矩阵，其中相同器件状态组合下导纳矩阵和阻抗矩阵满足关系； 更新当前仿真时刻记录，将当前仿真时刻以及上一个仿真步长结束时得到的系统级控制信息分配到各个计算节点中，并发起一次新的计算节点并行计算步骤; 将最新的仿真时间t带入到电压源电流源等器件中，计算出当前时刻下各个单元电路中电流矢量的值; 将主节点最新的控制系统开关信号带入器件中，根据当前电路状态和控制信号更改各个器件的状态、阻抗、截止电压等参数，并根据各个器件状态计算单元电路器件状态计算单元电路状态索引; 每个单元电路根据状态索引从预计算的导纳矩阵集合中读取导纳，从预计算的阻抗矩阵集合中读取阻抗，并根据如下公式计算单元电路的环路电压与环路阻抗： ; 在计算节点中采用单线程进行计算节点上环路电压和和环路阻抗和; 主节点根据各计算节点上环路电压和，计算所有节点上的环路电压之和E; 主节点根据各计算节点上环路阻抗和，计算所有节点上环路阻抗之和Z，并将各个计算节点上的结果通过通信模型发送给主节点，进一步计算模型环路导纳A，其计算公式为： ； 主节点根据得到的环路导纳A和所有计算节点上的环路电压之和E，计算整个仿真模型的环路电流R，并将环路电流R同步到所有计算节点上，环路电流R的计算公式为： ； 根据节点电压法和各个单元电路节点描述方程，计算节点内并行计算多个单元电路的节点电压、器件电流，实现此次仿真步长下整个电路的解算过程，对于单元电路来说，其节点电压Xj矢量计算公式如下： 根据器件模型和节点电压值，计算出各个器件的状态，并检测单元电路中是否发生了器件状态变化，若发生了单元电路状态变化将器件状态设置为最新的状态，并在单元状态标志位做记录; 统计计算节点上所有电路的状态标志位得到节点状态标志位Sp，如果有任意一个单元电路的状态标志位有变化记录，则将本节点的节点器件状态标志位Sp记为改变; 主节点统计来自计算节点上的器件状态标志位Sp，如果有任意一个节点上发生了器件状态改变，则认为本次仿真步长内发生了器件状态改变事件，调用器件状态变化处理算法，典型的器件状态改变包括二极管截止导通、饱和电感进入退出非线性区间; 若在主节点模型状态检测中没有检测到器件状态改变，计算节点则采集当前各个单元电路内电气量值反馈到单元电路控制系统进行控制，并根据控制结果修改单元电路内器件状态，然后计算节点将反馈信号和控制信号结果通过通信模型发送给主节点，主节点进行一次多节点进度同步； 在主节点上根据各个计算节点上反馈回来的反馈信号和控制信号，执行系统级的控制系统，实现不同单元电路之间控制系统信号的交互，以及不同控制系统之间的协调控制; 此次步长仿真结束后，验证仿真时间t是否达到仿真设定时间T，若仿真时间达到设定时间则退出模型仿真计算阶段，导出仿真数据并进行后续处理。

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