[发明专利]基于FPGA的有源配电网实时仿真器参数配置通用化方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的有源配电网实时仿真器参数配置通用化方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在实时仿真器的上位机中，读取待仿真的有源配电网基本参数；统计得到有源配电网元件的数量信息；设定仿真步长Δt、电气系统仿真步长、控制系统仿真步长和输出结果采样间隔；计算出各类计算参数，包括：元件的等效电导、元件的历史项电流源和更新运算所需计算参数；形成节点电导矩阵，计算节点电导矩阵的逆矩阵；设定实时仿真器的参数配置控制模块中参数读取开始信号与参数配置开始信号的时间间隔t₁和参数配置开始信号与实时仿真开始信号的时间间隔t₂；

2)将步骤1)得到的各类计算参数、节点电导矩阵的逆矩阵存入数据存储只读存储器ROM_d的存储器初始化文件中，将步骤1)所述的有源配电网元件的数量信息、仿真步长Δt、电气系统仿真步长、控制系统仿真步长和输出结果采样间隔存入参数配置只读存储器ROM_p的存储器初始化文件中；

3)启动实时仿真器的参数配置控制模块，将参数读取开始信号置为高电平，从参数配置只读存储器ROM_p中读取所述的有源配电网元件的数量信息、仿真步长Δt、电气系统仿真步长、控制系统仿真步长和输出结果采样间隔；

4)在t₁时间后参数配置开始信号置为高电平，将步骤3)所读取的有源配电网元件的数量信息和仿真步长Δt、电气系统仿真步长、控制系统仿真步长和输出结果采样间隔赋值给寄存器；

5)在t₂时间后实时仿真开始信号置为高电平，设置仿真时刻t＝0，启动仿真；

6)仿真时间向前推动一个步长，t＝t+Δt；

7)完成步骤6)所述步长的仿真计算，得到当前步长的有源配电网元件的端电压以及支路电流；

8)判断物理时间是否达到仿真时间t，如达到仿真时间t，则进入下一步，否则实时仿真器待机至仿真时间t后，进入下一步；

9)判断仿真时间t是否达到设定的仿真终了时刻T，如达到设定的仿真终了时刻T，则进入下一步，否则返回步骤6)；

10)判断是否要在线更换为其他算例进行实时仿真，如不更换其他算例，则仿真结束，否则进入下一步；

11)在在线环境下，对实时仿真器进行全局复位操作，而后返回步骤1)进行新算例的仿真。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的有源配电网实时仿真器参数配置通用化方法，其特征在于，步骤1)所述的有源配电网基本参数包括：基本无源元件的电阻、电感和电容参数，线路元件的电阻和电感矩阵，电源元件的幅值、频率和初始相位，断路器元件的开路电阻、闭合电阻和断路器动作时间，电力电子开关元件表示开路的电阻和电容与表示闭合的电感，所有元件的节点编号，节点电导矩阵维数。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的有源配电网实时仿真器参数配置通用化方法，其特征在于，步骤1)中所述的有源配电网元件的数量信息是，是否含有基本无源元件、基本无源元件个数、基本无源元件节点个数，是否含有电源元件、电源元件幅值个数、电源元件初始相位个数、正弦函数查表法采样步长、正弦函数查表法采样间隔点总数、电源元件节点个数、理想电源个数、受控电源个数，是否含有线路元件、线路元件个数、线路元件节点个数，是否含有断路器元件、断路器元件个数、断路器元件节点个数，是否含有电力电子元件、电力电子元件个数、电力电子元件节点个数，测量元件个数，控制系统需输入的来自电气系统的电压电流个数、控制系统需输出至电气系统的电力电子开关信号个数、控制系统需输出至电气系统的受控源控制量个数。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA的有源配电网实时仿真器参数配置通用化方法，其特征在于，步骤1)中所述的实时仿真器的参数配置控制模块，是由时钟信号、复位信号、参数读取开始信号、参数配置开始信号、实时仿真开始信号组成，时钟信号和复位信号分别由实时仿真器全局时钟信号和全局复位信号输入，参数读取开始信号经仿实时真器开发板按键输入，在输入参数读取开始信号后，延时t₁时间输出参数配置开始信号高电平，再延时t₂时间输出实时仿真开始信号高电平。