微型燃气轮机发电系统中既有微型燃气轮机、永磁同步发电机等具有较大时间常数的旋转设备,也有响应快速的电力电子变流器及相应的控制器,存在显著刚性,其仿真算法在数值稳定性和计算效率方面需要满足更高的要求。该文研究了一种基于指数积分算法的微型燃气轮机发电系统仿真方法,利用指数积分良好的数值性能,构造出可用于仿真计算的指数欧拉公式,可以在较大的积分步长下维持数值稳定。论文首先分析了微型燃气轮机各个部件的工作原理和简化的模块,描述了其能量转化过程。对微型燃气轮机做了详细阐述并建立模型,同时对微型燃气轮机发电系统中的永磁同步发电机、整流电路、逆变电路分别进行数学建模并根据系统运行情况研究相应的控制策略,结合电路参数特点给出滤波电路的设计,完成对微型燃气轮机发电系统的整体建模工作。在数值算法方面,为了解决系统的刚性问题,对矩阵指数在求解线性定常系统过程中的计算方法做了逐步推导,在此基础上给出应用于求解标准形式状态-输出方程的矩阵指数公式,并结合Scaling&Modified Squaring算法提高了计算的速度,实现高效求解,为仿真的实现提供了支撑。构造了一个孤岛运行的微型燃气轮机发电系统的算例,利用提出的矩阵指数计算方法进行求解,并将输出结果与Simulink平台下的小步长仿真数据进行对比,验证了所提出仿真方法的正确性和有效性。