[實用新型]基于多FPGA的綜合能源實時通用仿真器內部接口電路

有效

• 申請號: 202020964373.1
• 申請日: 2020-06-01
• 公開（公告）號: CN212379838U
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 王嘉庚;唐志津;陳銀清;李振雷;張建海;彭朝徳;劉長利;盧欣;朱伯苓;吳明雷;于波;王海巍;張智達;孟昭斌;李民;曹曉男;楊延春;韓慎朝;張超;郭曉丹;石楓
• 申請（專利權）人: 國網（天津）綜合能源服務有限公司;國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G06F13/38
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

本實用新型涉及一種基于多FPGA的綜合能源實時通用仿真器內部接口電路，其主要技術特點是：包括高速信號接收單元及與其相連接的數據發送單元、數據接收單元，高速信號收發單元包括并行信號接收模塊、串行信號發送模塊、串行信號接收模塊和并行信號發送模塊，數據發送單元包括依次連接的串化器、發送通道選擇器和數據緩存單元；數據接收單元包括依次連接的解串器、接收通道選擇器和數據緩存單元。本實用新型設計合理，可以發揮FPGA的高速I/O資源優勢和硬件并行計算的技術優勢，在保證仿真器內部接口穩定性和通用性的同時，實現了仿真器內部數據通訊的正確性和高效性，為基于多FPGA的綜合能源網絡實時仿真奠定了基礎。

技術領域

本實用新型屬于實時仿真器技術領域，尤其是一種基于多FPGA的綜合能源實時通用仿真器內部接口電路。

背景技術

綜合能源系統是指在一定區域內利用先進的技術及管理模式，在能源生產、傳輸、存儲及消納等各個環節中，實現電、氣、熱、冷等各類能源互補利用、協調優化的能源系統形態。

近年來，隨著以風電、光伏發電為代表的新能源電力的大規模開發和逐步并網，整合優化包含新能源、核能、化石能源在內的電力網絡，熱力網絡，能源輸送網絡以及數據網絡是實現能源可持續發展的必然之路。然而，綜合使用多種能源，實現風、光、熱、氣等綜合能源系統聯合互補運行，目前僅是一個目標和愿景，尚未有成熟的運行框架、方法及機制。

通過開展綜合能源系統仿真，能夠分析系統中綜合能源耦合特性及運行效率，為系統提供規劃優化、運行優化和市場交易策略制定的決策參考。因此，開展綜合能源系統建模仿真的研究，具有較高的研究價值和實際意義。

綜合能源網絡詳細動態特性的分析與研究僅依靠離線暫態仿真是不夠的，尤其是對系統中各種暫態過程進行仿真，必須借助實時仿真器實現。基于串行處理器的實時仿真器囿于信號處理速度、物理結構的限制，實時仿真計算能力較為有限，同時，多個處理器之間數據的傳輸延時限制了仿真步長的選擇。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提出一種設計合理、性能穩定且傳輸速度快的基于多FPGA的綜合能源實時通用仿真器內部接口電路。

本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種基于多FPGA的綜合能源實時通用仿真器內部接口電路，包括高速信號接收單元及與其相連接的數據發送單元、數據接收單元，其中：

所述高速信號收發單元包括并行信號接收模塊、串行信號發送模塊、串行信號接收模塊和并行信號發送模塊，所述并行信號接收模塊的輸入端連接數據發送單元，該并行信號接收模塊的輸出端連接串行信號發送模塊，所述并行信號發送模塊的輸入端連接串行信號接收模塊，該并行信號發送模塊的輸出端連接數據接收單元；

所述數據發送單元包括依次連接的串化器、發送通道選擇器和數據緩存單元，該數據緩存單元的輸出端連接高速信號收發單元的并行信號接收模塊；

所述數據接收單元包括依次連接的解串器、接收通道選擇器和數據緩存單元，該數據緩存單元的輸入端連接高速信號收發單元的并行信號發送模塊。

所述并行信號接收模塊設有串行信號發送接口，所述串行信號接收模塊設有串行信號接收接口，所述串行信號發送接口和串行信號接收接口用于連接仿真器其他部分。

所述數據發送單元中的數據緩存單元包括有多路數據通道，每路數據通道的輸入端連接發送通道選擇器，每路數據通道的輸出端連接高速信號收發單元。

所述數據接收單元中的數據緩存單元包括多路數據通道，其中每路數據通道的輸入端連接高速信號收發單元，每路數據通道的輸出端連接接收通道選擇器。

所述高速信號接收單元、數據發送單元、數據接收單元封裝在FPGA芯片內。

本實用新型的優點和積極效果是：