基于多FPGA的电力电子实时仿真系统

大功率复杂电力电子装置通常需要实时仿真系统来加速装置开发和功能验证。然而，商业化电力电子实时仿真系统均由国外公司垄断，价格昂贵，系统升级维护费用高，开放性差，仿真容量和接口数量也受限。为此，文中提出了一种基于多现场可编程门阵列(FPGA)的实时仿真系统的实现架构，以多片FPGA作为并行核心运算单元，有效增加仿真容量和缩短仿真步长。分析了数据实时传输的需求，并提出了一种满足通信需求的增强型串行外设接口(SPI)通信方式。基于该架构自主开发研制了实时仿真平台，并采用硬件描述语言构建10 kV 12级联H桥静止同步补偿器(STATCOM)电路模型进行系统实时仿真验证。实验结果表明:实时仿真步长可以达到2 μs，实时仿真波形与MATLAB仿真波形误差在0.5%以内