發(fā)布時間：2024-10-04 18:07

　　 大功率復雜電力電子裝置通常需要實時仿真系統來加速裝置開發(fā)和功能驗證。然而,商業(yè)化電力電子實時仿真系統均由國外公司壟斷,價格昂貴,系統升級維護費用高,開放性差,仿真容量和接口數量也受限。為此,文中提出了一種基于多現場可編程門陣列(FPGA)的實時仿真系統的實現架構,以多片FPGA作為并行核心運算單元,有效增加仿真容量和縮短仿真步長。分析了數據實時傳輸的需求,并提出了一種滿足通信需求的增強型串行外設接口(SPI)通信方式�；�于該架構自主開發(fā)研制了實時仿真平臺,并采用硬件描述語言構建10kV 12級聯H橋靜止同步補償器(STATCOM)電路模型進行系統實時仿真驗證。實驗結果表明:實時仿真步長可以達到2μs,實時仿真波形與MATLAB仿真波形誤差在0.5%以內。

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

圖１實時仿真系統總體結構圖Ｆｉｇ．１Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｒｅａｌ－ｔｉｍｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ１３８

，軟件仿真時采用ＣＰＵ進行數據運算處理，實時仿真也需要核心計算模塊來進行數據處理，只是需要實時計算。本系統采用ＦＰＧＡ進行并行計算處理。為了盡可能增加各類接口的數量并方便各模塊以及系統的擴容，本文將所有接口模塊以及ＦＰＧＡ仿真模塊設計成獨立板卡式結構，分別有模擬輸入（Ａ／Ｄ采樣）....

圖２ＦＰＧＡ仿真板卡結構圖Ｆｉｇ．２ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＦＰＧＡｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｅｒｆａｃｅｃａｒｄ

ｏＣ）及片上網絡（ｎｅｔｗｏｒｋｏｎｃｈｉｐ，ＮｏＣ）上應用十分廣泛，采用多ＦＰＧＡ級聯時有多種互聯拓撲結構［２１］，主要可分為固定連線的網絡型（ｍｅｓｈ）和可編程的交叉開關型（ｃｒｏｓｓｂａｒ）兩種。不同的拓撲互聯結構不僅會對系統的運行速度產生重大影響，還影響著系統的容量及可擴....

圖3實時仿真模型拓撲Fi}:3Topologyofreaftimesimulationmodel

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｅｐｓ－ｉｎｆｏ．ｃｏｍ圖３實時仿真模型拓撲Ｆｉｇ．３Ｔｏｐｏｌｏｇｙｏｆｒｅａｌ－ｔｉｍｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ表２不同拓撲ＦＰＧＡ資源消耗情況Ｔａｂｌｅ２ＦＰＧＡｒｅｓｏｕｒｃｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ....

圖４實時仿真系統與實際控制器連接圖Ｆｉｇ．４Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｒｅａｌ－ｔｉｍｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄｒｅａｌｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ

ｆｆｅｒｅｎｔｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ電路拓撲資源消耗量／個ＬＥＩ／ＯＤＳＰ單相全橋逆變電路３４８０（３．０％）４（０．８％）２１（３．９％）１０ｋＶ的ＳＴＡＴＣＯＭ電路７４１４５（６４．８％）１４４（２７．３％）２１０（３９．５％）５實驗驗證與ＭＡＴＬＡＢ仿真對比分析為驗證上文所提....

本文編號：4006994