[发明专利]一种基于FPGA的实时仿真器的数模接口及其驱动方法

说明书

本发明的实施例提供了一种基于FPGA的实时仿真器的数模接口及其驱动方法，涉及实时仿真器技术领域，解决了现有技术中实时仿真器之间以及实时仿真器和外部设备间的接口通用性较低、信息交互的速度较低的问题。该数模接口，包括，双速率随机存取存贮器、浮点数定点数转换模块、数模转换板卡、第一寄存器、第二寄存器以及地址生成模块。本发明实施例用于实时仿真器的数模接口的制造。

技术领域

本发明涉及实时仿真器技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的实时仿真器的数模接口及其驱动方法。

背景技术

近年来，随着分布式发电与微电网技术、柔性交流配电技术以及智能配用电技术的不断发展与应用，配电网由传统无源网络转变为多源复杂系统，其动态过程也因众多新元素、新技术的加入而变得更加复杂，在规划设计、运行调度、控制保护、仿真分析等诸多方面面临着更大的挑战，因此，必须借助准确、高效的暂态仿真来深入了解有源配电网的运行机理与动态特征。

不同于离线的电磁暂态仿真，有源配电网实时仿真能够更加真实地模拟系统的暂态过程，并具备硬件在环仿真的能力，通过将实时仿真器与实际物理设备相连可开展各种控制与保护装置的开发与测试工作，既可以模拟光照及风速变化、电压跌落、短路故障、甩负荷等多种运行场景下的有源配电网复杂暂态过程，又可以有效降低研发及试验成本，避免待测设备对实际系统的影响，因此，在有源配电网规划设计、优化调度、故障自动定位和清除、网络自愈、谐波分析、实际物理系统试验与验证等方面发挥着重要作用。

目前，包括实时数字仿真仪(英文全称：Real Time Digital Simulator，简称：RTDS)、全数字实时仿真器(英文全称：Hypersim The Fully Digital Real-TimeSimulator，简称：HYPERSIM)等在内的商业化实时仿真器已在电力系统运行与保护、分布式电源控制器设计、电力电子装备研发等领域获得了广泛的应用，有源配电网规模的不断增大和分布式电源等设备模型的日趋复杂，现有技术中实时仿真器之间以及实时仿真器和外部设备间的接口通用性较低、信息交互的速度较低，而如何提高实时仿真器之间以及实时仿真器和外部设备间的接口通用性、信息交互的速度，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于FPGA的实时仿真器的数模接口及其驱动方法，解决了现有技术中实时仿真器之间以及实时仿真器和外部设备间的接口通用性较低、信息交互的速度较低的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面、本发明实施例提供一种基于FPGA的实时仿真器的数模接口，包括：双速率随机存取存贮器、浮点数定点数转换模块、地址转换模块以及数模转换板卡；

浮点数定点数转换模块的输入端连接基于FPGA的实时仿真器的输出端，浮点数定点数转换模块的输出端连接双速率随机存取存贮器的输入端；

双速率随机存取存贮器的输入端连接浮点数定点数转换模块以及地址转换模块，双速率随机存取存贮器的输出端连接数模转换板卡；

地址转换模块的输入端连接基于FPGA的实时仿真器的输出端，地址转换模块的输出端连接双速率随机存取存贮器的输入端；

数模转换板卡的输入端连接双速率随机存取存贮器的输出端，数模转换板卡的输出端连接外部的模拟设备；

其中，

基于FPGA的实时仿真器，用于在FPGA中生成实时仿真器的驱动时钟clk-sim、数模转换板卡的驱动时钟clk-da以及数模转换板卡的使能信号oe-da；并在仿真开始前初始化基于FPGA的实时仿真器的仿真参数，根据初始化的仿真参数，在每个仿真步长内生成对应该步长的64位双精度浮点数形式的仿真结果out-ch；