[发明专利]一种面向电压暂降事件反演的FPGA模拟装置设计方法

权利要求书

1.一种面向电压暂降事件反演的FPGA模拟装置设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)设计基于配电网馈线电磁暂态模型及其降阶模型的FPGA模拟装置总体架构；

步骤(2)通过嵌入两类模型算法，即全阶模型电磁暂态算法和降阶模型电磁暂态算法的FPGA计算结果对比，设计监视器分析指标计算方法；

步骤(3)求解故障点位置、接地电阻与电压暂态特征信息；

步骤(4)设计该电压暂降事件反演的FPGA模拟装置硬件时序分析方法。

2.如权利要求1所述的一种面向电压暂降事件反演的FPGA模拟装置设计方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述模拟装置总体架构由SoC-FPGA-1、SoC-FPGA-2及1台上位PC机组成；其中，SoC-FPGA-1的PL侧进行实际配电网馈线的电磁暂态仿真，SoC-FPGA-2的PL侧进行配电网网络降阶变换后的电磁暂态模型仿真，SoC-FPGA-2的PS侧根据降阶变换后的电磁暂态模型，进行电压暂降事件反演算法，上位PC机完成数据存储及指令交互。

3.如权利要求1所述的一种面向电压暂降事件反演的FPGA模拟装置设计方法，其特征在于：所述步骤(1)包括设计模拟装置总体架构使用的FPGA芯片选型、计算资源分析、SoC-FPGA-1和SoC-FPGA-2间及其与上位PC机的接口芯片与协议分析、接口数据传输方法以及SoC-FPGA-1和SoC-FPGA-2的PL与PS侧计算过程描述。

4.如权利要求1所述的一种面向电压暂降事件反演的FPGA模拟装置设计方法，其特征在于：所述步骤(2)包括：分析比较RT-Lab、实际系统即原始全电磁暂态模型(SoC-FPGA-1)与模拟降阶模型(SoC-FPGA-2)中结果的偏差，即SoC-FPGA-1与SoC-FPGA-2中结果的偏差，以检测有源配电网馈线系统电压暂降异常。

5.如权利要求1所述的一种面向电压暂降事件反演的FPGA模拟装置设计方法，其特征在于：所述步骤(3)采用电磁暂态离散代数方程组求解故障点位置、接地电阻大小以及接地点电压值，然后基于计算结果设计电压暂降事件具体的反演流程。

6.如权利要求1所述的一种面向电压暂降事件反演的FPGA模拟装置设计方法，其特征在于：所述步骤(4)用于优化模拟装置总体架构的计算性能，对模拟器计算流程的运算时序进行分析，具体包括仿真时间内FPGA电磁暂态模型的并行计算能力以及模拟数据输入到监视器的传输时间的优化。