[实用新型]一种基于RTLAB的自阻型MMC实时仿真平台

说明书

本实用新型公开了一种基于RTLAB的自阻型MMC实时仿真平台，它包括：上位机、FPGA和MMC控制器，FPGA与上位机通过光纤连接；FPGA与MMC控制器通过IO端子连接；解决了传统含自阻型MMC的电网系统仿真平台规模大，仿真效率低、实时性等一系列问题。

技术领域

本实用新型涉及基于RTLAB在线实时仿真平台技术，尤其涉及一种基于RTLAB的自阻型MMC实时仿真异构平台。

背景技术：

近些年来，仿真技术因为许多自身的优点得到普遍的应用，例如：可控性、经济性，安全性、无破坏性等。但是，电力电子的仿真多数都是离线的，尽管仿真精度高，成本低，但是速度慢，仿真效果取决于模型的质量。实验室的实物实验要受到硬件设备、环境等一些因素的限制，无法模拟一些极限条件下的工作状况。并且由于搭建仿真系统时，设计人员浪费大量时间在系统设置和代码编程上，无法专注于模型的构建和调试，这样会降低研发效率，而且后期模型的修改也会相当麻烦。

然而基于高效率与实时在线仿真的要求，实验选择搭建一种基于RTLAB的自阻型MMC实时仿真异构平台，以减小传统含自阻型MMC的电网系统仿真平台规模大，仿真效率低、实时性等一系列问题。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题：提供一种基于RTLAB的自阻型MMC实时仿真异构平台，以解决传统含自阻型MMC的电网系统仿真平台规模大，仿真效率低、实时性等一系列问题。

本实用新型技术方案

一种基于RTLAB的自阻型MMC实时仿真异构平台，它包括：上位机、FPGA和MMC控制器， FPGA与上位机通过光纤连接；FPGA与MMC控制器通过IO端子连接。

所述上位机与MMC外侧的直流电网和交流电网映射连接；所述FPGA与MMC桥臂电路映射连接。

本实用新型有益效果：

本实用新型对含有自阻型MMC的电网系统，将自阻型MMC电路与电网解耦， MMC桥臂电路与小步长FPGA硬件实时仿真，MMC外侧的直流电网和交流电网部分则采用大步长上位机硬件实时仿真，建立一种基于RTLAB实时仿真异构平台；实现电网主电路与自阻型MMC桥臂等效电路的并行计算；提高仿真效率；上位机与FPGA之间通过光纤以太网连接，实现数据信息同步，提高实时性，解决了传统含自阻型MMC的电网系统仿真平台规模大，仿真效率低、实时性等一系列问题。

附图说明

图1 实时仿真异构平台框图。

具体实施方式

一种基于RTLAB的自阻型MMC实时仿真异构平台，它包括：上位机、FPGA和MMC控制器， FPGA与上位机通过光纤以太网连接；FPGA与MMC控制器通过IO端子硬连接。

所述上位机与MMC外侧的直流电网和交流电网映射连接；所述FPGA与MMC桥臂电路映射连接。

FPGA上外接了一个MMC控制器来进行MMC电路模型中的子模块触发信号的控制；本系统中参数T选取50us，k取25，t取20us，则基于FPGA的MMC桥臂计算模型每隔50us接收上位机的仿真数据和MMC控制器的触发信号，然后以2us的步长连续计算后续25个t时的桥臂电路仿真数据并会发给上位机。

异构平台同步是指上位机、FPGA以及MMC控制器每次交互的都是同一时步的数据，设上位机的计算步长为T，FPGA上的计算步长为t，T=kt，其中k为常整数。每经过T时间，上位机计算了T₀+T时刻大步长侧的仿真数据，而FPGA计算了T₀+kt时刻小步长侧的仿真数据。此时上位机和FPGA通过光纤通信， MMC桥臂电路模型运行在OP7000 FPGA板卡上，电网系统侧运行在上位机上，并在RTLAB仿真平台上实现数据交换，并进行在线实时仿真。