一種基于FPGA的高速電力電子實時仿真方法研究

陸臻業， 鄒毅軍， 王佳， 王志鵬， 郭茂派

(上海科梁信息工程股份有限公司，上海 200233)

一種基于FPGA的高速電力電子實時仿真方法研究

陸臻業， 鄒毅軍， 王佳， 王志鵬， 郭茂派

(上海科梁信息工程股份有限公司，上海 200233)

為了實現高速電力電子系統的實時仿真，提出了一種基于現場可編程門陣列(FPGA)的高速可重構實時仿真系統設計方法。通過RT-LAB實時仿真平臺以及配套的FPGA開發工具建立了基于FPGA的高速電力電子仿真系統。在仿真算法上應用修改節點分析法以及高速開關器件的普約維奇等效法，為大規模高速高精度實時仿真提供了可靠的運行環境。為了驗證系統有效性，利用基于FPGA的高速電力電子仿真系統搭建了光伏逆變器測試系統，研究了光伏并網系統運行狀態。仿真結果驗證了FPGA高速電力電子仿真系統在光伏入網系統實時仿真中的有效性及準確性。

FPGA；高速電力電子仿真；實時仿真系統；RT-LAB; 光伏并網

0 引 言

在電力系統實時仿真領域，面向傳統輸配電系統的低頻電力電子仿真技術已經趨于完善，主要運用的是基于CPU的仿真技術。基于CPU軟件環境的仿真系統具有操作簡單、成熟度高、低復雜度等優點，被廣泛用于針對大規模電網及傳統輸配電系統的實時仿真中。隨著智能電網的興起，大規模的電力電子設備被應用于新能源并網、分布式電源及電能質量優化等領域，同時電力電子系統開關頻率也隨之不斷提高。因此，隨著新一代的電網及輸配電系統發展，大量電力電子器件的引入以及更高的仿真頻率需求，對相應的實時仿真系統提出了新的挑戰。……