基于多FPGA的有源配电网实时仿真器并行通讯方法技术

一种基于多FPGA的有源配电网实时仿真器并行通讯方法，包括：1)将各子系统信息下载到对应FPGA中；2)设置仿真时刻t＝0，启动仿真；3)仿真时间向前推进一个步长，t＝t+Δt；4)各FPGA开始交互仿真接口数据，同时开始并完成仿真计算；5)各FPGA将接收到仿真接口数据写入数据存储器中；6)对实时仿真器进行仿真结束校验；7)判断物理时间是否达到仿真时间t，如达到则进入下一步，否则实时仿真器待机至t后，进入下一步；8)判断仿真时间t是否达到设定的仿真终了时刻，如达到则仿真结束，否则返回步骤3)。本发明专利技术采用并行通讯的方法，有效的提高了基于多FPGA的有源配电网实时仿真器的仿真速度，为实现基于多FPGA的大规模有源配电网实时仿真奠定了基础。

Parallel communication method for real time simulator of active distribution network based on multi FPGA

A method of parallel communication, active distribution network simulator based on multi FPGA including: 1) each subsystem information is downloaded to the corresponding FPGA; 2) set the simulation time t = 0, 3) to start the simulation; the simulation time to move forward one step, t = t+ T; 4) the FPGA interaction the simulation interface data, at the same time to start and finish the simulation; 5) the FPGA will receive the simulation interface data is written to the data storage; 6) for real-time simulator end check; 7) to determine whether the physical time to achieve the simulation time of T, such as to enter the next step, otherwise the real-time simulator standby to t, enter the next step; 8) determine the simulation time t is set to reach the end of the simulation time, such as the end of the simulation is achieved, otherwise return to step 3). The parallel communication method effectively improves the simulation speed of the real time simulator based on multi FPGA, and lays the foundation for realizing real-time simulation of large-scale active power distribution network based on multi FPGA.

【技术实现步骤摘要】
基于多FPGA的有源配电网实时仿真器并行通讯方法
本专利技术涉及一种有源配电网实时仿真器通讯方法。特别是涉及一种基于多FPGA的有源配电网实时仿真器并行通讯方法。
技术介绍
随着分布式电源、储能装置、微电网等配电侧各种资源的大量接入，有源配电网的组织结构和运行特性发生了广泛而深刻的变化。有源配电网的上述特点使其在规划设计、运行优化、保护控制、仿真分析等方面与传统配电系统相比存在较大差异。在仿真分析层面，有源配电系统中广泛接入的各种分布式电源、储能、电力电子装置等新型设备使得其自身的动态特性更加复杂，针对传统配电网的稳态仿真分析已不能满足需求，需要借助精细的暂态仿真来深入了解有源配电网的运行机理与动态特征。有源配电网详细动态特性的分析与研究仅依靠离线暂态仿真是不够的，尤其是对各种控制器、保护装置、智能终端、新型能量管理系统等软硬件装置与系统的试验、测试均需要在硬件在环(hardware-in-the-loop，HIL)环境中完成，必须借助实时仿真器实现。目前，国外开发的商业实时仿真器有RTDS、ARENE、HYPERSIM、NETOMAC、RT-LAB等，这些实时仿真器全部采用DSP(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多FPGA的有源配电网实时仿真器并行通讯方法，其特征在于，包括，如下步骤：1)在由N个FPGA构成的有源配电网实时仿真器的上位机中，将待仿真的有源配电系统依据拓扑连接关系及FPGA的计算资源划分为N个子系统，其中，N>1，读取各子系统元件的基本参数，形成各子系统电气部分的节点电导矩阵和控制部分的计算矩阵，设定实时仿真步长，将各子系统的相关信息分别下载到对应的FPGA中，根据子系统之间的连接关系及数据接口，设置第i个FPGA发送到与所述第i个FPGA直接相连的第j个FPGA的仿真接口数据的个数为Mi,j，其中i＝1,2,…,N，j＝1,2,…,N，仿真接口数据的传输延迟时间为L个时...

【技术特征摘要】
1.一种基于多FPGA的有源配电网实时仿真器并行通讯方法，其特征在于，包括，如下步骤：1)在由N个FPGA构成的有源配电网实时仿真器的上位机中，将待仿真的有源配电系统依据拓扑连接关系及FPGA的计算资源划分为N个子系统，其中，N>1，读取各子系统元件的基本参数，形成各子系统电气部分的节点电导矩阵和控制部分的计算矩阵，设定实时仿真步长，将各子系统的相关信息分别下载到对应的FPGA中，根据子系统之间的连接关系及数据接口，设置第i个FPGA发送到与所述第i个FPGA直接相连的第j个FPGA的仿真接口数据的个数为Mi,j，其中i＝1,2,…,N，j＝1,2,…,N，仿真接口数据的传输延迟时间为L个时钟周期；2)初始化实时仿真器，并设置仿真时刻t＝0，启动仿真；3)仿真时间向前推进一个步长，t＝t+Δt；4)对每一个FPGA都进行如下操作：开始发送FPGA在上一时步计算得到的Mi,j个仿真接口数据到与所述FPGA直接相连的FPGA中；同时所述FPGA开始等待接收与该FPGA直接相连的FPGA发送的仿真接口数据；同时开始从所述FPGA的并行通讯数据存储器中读出所需的仿真接口数据，在仿真接口数据读取完成后开始步骤3)所述步长的仿真计算；5)每一个FPGA将接收到的与该FPGA直接相连的FPGA发送的仿真接口数据写入并行通讯数据存储器中；6)对实时仿真器进行仿真结束校验，如果仿真结束，则进入下一步，否则等待直至所有FPGA仿真结束后进入下一步；7)判断物理时间是否达到仿真时间t，如达到仿真时间t...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成山，王智颖，李鹏，宋关羽，盛万兴，刘科研，孟晓丽，吕琛，叶学顺，董伟杰，高源，黄建业，张功林，吴涵，张明龙，
申请(专利权)人：天津大学，中国电力科学研究院，国网福建省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：天津,12