[發明專利]一種基于FPGA的MMC實時仿真設計方法、實時仿真器

有效

• 申請號: 202010881109.6
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112069669B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 洪潮;趙利剛;翟鶴峰;王長香;周挺輝;甄鴻越;黃冠標;吳小珊;徐原;涂思嘉
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

1.一種基于FPGA的MMC實時仿真設計方法，其特征在于，包括：

在基于FPGA的實時仿真器中，建立基于戴維南等效的MMC實時仿真模型；其中，所述基于FPGA的實時仿真器包括橋臂解算單元和子模塊解算單元；

在所述基于FPGA的實時仿真器初始化并啟動仿真之后，所述橋臂解算單元計算當前仿真步長下MMC中所有橋臂的歷史項電流源i_h，arm，m和MMC中所有橋臂的電流i_arm，m，并將計算得到的當前仿真步長下MMC中所有橋臂的電流i_arm，m發送至所述子模塊解算單元；

所述子模塊解算單元根據所述橋臂的電流i_arm，m計算當前仿真步長下的MMC中所有子模塊的戴維南等效電壓源e_smeq，m，n和戴維南等效電阻R_smeq，m，n，并將計算得到的當前仿真步長下的所述戴維南等效電壓源e_smeq，m，n和戴維南等效電阻R_smeq，m，n發送至所述橋臂解算單元，以使所述橋臂解算單元根據當前仿真步長下的所述戴維南等效電壓源e_smeq，m，n和戴維南等效電阻R_smeq，m，n，計算下一仿真步長下MMC中所有橋臂的電流i_arm，m；

在當前的仿真時刻達到預設的仿真結束時刻時，輸出所述MMC實時仿真模型的仿真結果。

2.如權利要求1所述的基于FPGA的MMC實時仿真設計方法，其特征在于，若當前仿真步長下的實時仿真不是首次仿真，則所述橋臂解算單元計算當前仿真步長下MMC中所有橋臂的電流i_arm，m，具體包括：

所述基于FPGA的實時仿真器計算電氣系統的各個電氣元件的歷史項電流源，以得到電氣系統的歷史項電流源列向量i_h；

基于公式u_n＝G^-1i_h計算所述電氣系統的節點電壓列向量u_n，并獲取M個MMC橋臂的首末節點電壓，計算得到當前仿真步長下所有橋臂的電壓u_arm，m；

所述橋臂解算單元根據上一仿真步長接收到的戴維南等效電壓源e_smeq，m，n、戴維南等效電阻R_smeq，m，n，以及當前仿真步長下的所述橋臂的電壓u_arm，m，通過以下計算公式，計算MMC中所有橋臂的電流i_arm，m：

i_h，L，m(t-Δt)＝2i_arm，m(t-Δt)-i_h，L，m(t-2Δt)；

其中，i_arm，m為第m個MMC橋臂的電流，m≤M且為正整數，M為MMC的橋臂總數；e_smeq，m，n和R_smeq，m，n分別為第m個MMC橋臂中第n個子模塊的戴維南等效電壓源和戴維南等效電阻，n≤N且為正整數，N為MMC橋臂中的級聯子模塊的數量；u_arm，m為第m個MMC橋臂的電壓；e_arm，m為第m個MMC橋臂的戴維南等效電壓源；R為預置的恒定電阻；R_L，m為第m個MMC橋臂中限流電感的電抗；t為當前仿真時刻，Δt為MMC的仿真步長；u_comp，m為第m個MMC橋臂的串聯補償受控電壓源；i_h，L，m為第m個MMC橋臂限流電感的歷史項電流源。