固态变压器（SST）作为数据中心、智能直流微电网、光储充一体化等场景供电架构演进的核心枢纽，正推动着电网向极致效率与高频隔离方向发展。随着系统向更高电压等级、更大功率密度迈进，三电平SST凭借更优的谐波特性、更低的开关管电压应力以及更高的系统整体效率，完美适配大容量、中高压固态变压器需求，成为行业演进的重要方向。

然而，三电平SST的研发验证却面临着困境：业内现有的实时仿真方案普遍只支持二电平（H桥）拓扑，三电平级联的全系统实时仿真还是行业空白。

今天，远宽能源交出答卷。正式推出“业内首个”——三电平固态变压器（SST）全拓扑实时仿真方案！该方案首次以分布式多仿真器协同架构，实现三电平SST从前级级联整流到后级高频DC/DC变换的全系统硬件在环（HIL）测试，填补了大容量、高频化SST开发中复杂实时仿真的空白。

技术挑战

相较于两电平，三电平SST系统的实时仿真面临着更为严苛的挑战：

拓扑复杂度显著跃升：三电平单模块开关器件及有效开关状态组合较两电平成倍增加。引入多级级联后，系统状态空间规模非线性膨胀，传统等效建模与状态方程离散化方法，在有限的FPGA资源下已无力实现全开关细节的实时解算。。

算力需求极为苛刻：前级多级联三电平整流器与后级高频DC-DC（开关频率可达数百kHz）并存，要求单台仿真器既具备海量逻辑资源，又需强大的并行流水线能力。常规异构计算架构难以在仿真精度与实时性之间取得平衡。

拓扑结构多样灵活，通用适配困难：三电平SST前级主电路涵盖NPC、ANPC等多种整流拓扑形式，后级则涉及DNPC、SHB（串联半桥）LLC等高频谐振变换器结构，不同拓扑在开关时序、谐振参数及控制策略上差异显著，使得仿真平台难以通过单一通用模型高效适配各类系统配置，开发与维护成本大幅攀升。

解决方案

远宽能源率先推出全拓扑体系覆盖的三电平SST实时仿真方案，支持前级三电平桥整流拓扑与后级DNPC、SHB等DC/DC变换器的灵活组合，一键适配不同电压等级、功率等级与应用场景的差异化测试需求。

平台采用分布式多仿真器协同架构：主仿真器以1μs步长实时运行前级三电平级联电路，从仿真器则以100ns极小步长分别精确仿真各相后级高频DC/DC变换器。两台仿真器之间通过光纤链路实现高速实时数据交互，并辅以专用时钟同步线确保系统级严格同步，共同构成高精度、强一致性的统一虚拟被控对象，从而为控制器提供逼近真实工况的闭环测试环境。

方案优势

01 模块化扩展，覆盖高压大容量场景支持10 kV～35 kV电压等级、最高达30级级联的SST系统，可自由组合直流侧串并联结构，便捷配置同等级数的滤波电路、光储负荷等附加装置，为系统升级和多场景验证预留充足扩展空间

02 纳秒级建模，精准捕捉高频瞬态依托FPGA并行计算与混合建模技术，将DC/DC变换器仿真步长压缩至100 ns，且步长不受系统规模与拓扑复杂度影响，大幅提升高频器件的仿真保真度。

03 支持全规格I/O接口，无缝闭环测试控制接口层面，方案提供全规格I/O、光纤等接口方式支持，可直连厂商主流SST控制器。开发团队无需中间转接即可开展控制器在环测试，在实物样机投板之前有效暴露控制逻辑缺陷，降低高压大功率开发的安全风险与调试成本。

四、Demo实测

为验证方案精度，我们基于三相8级NPC型三电平SST系统搭建如下硬件在环测试平台，开展全方位的稳态、动态及高频特性验证。

现场实测

远宽能源三电平SST实时仿真方案，不仅是行业在复杂拓扑与高频高压极限场景下的一次突破之举，更是抢占下一代大容量、高频化SST产业化高地的战略引擎。它拥有独一无二的“拓扑高灵活 + 算力强扩展 + 瞬态高保真”铁三角，从拓扑选型，控制算法研发到系统级验证，全程精准护航，加速固态变压器技术的产业化落地。

远宽能源——让世界，看见中国的仿真力量