[实用新型]基于多FPGA的综合能源实时通用仿真器内部接口电路

说明书

本实用新型涉及一种基于多FPGA的综合能源实时通用仿真器内部接口电路，其主要技术特点是：包括高速信号接收单元及与其相连接的数据发送单元、数据接收单元，高速信号收发单元包括并行信号接收模块、串行信号发送模块、串行信号接收模块和并行信号发送模块，数据发送单元包括依次连接的串化器、发送通道选择器和数据缓存单元；数据接收单元包括依次连接的解串器、接收通道选择器和数据缓存单元。本实用新型设计合理，可以发挥FPGA的高速I/O资源优势和硬件并行计算的技术优势，在保证仿真器内部接口稳定性和通用性的同时，实现了仿真器内部数据通讯的正确性和高效性，为基于多FPGA的综合能源网络实时仿真奠定了基础。

技术领域

本实用新型属于实时仿真器技术领域，尤其是一种基于多FPGA的综合能源实时通用仿真器内部接口电路。

背景技术

综合能源系统是指在一定区域内利用先进的技术及管理模式，在能源生产、传输、存储及消纳等各个环节中，实现电、气、热、冷等各类能源互补利用、协调优化的能源系统形态。

近年来，随着以风电、光伏发电为代表的新能源电力的大规模开发和逐步并网，整合优化包含新能源、核能、化石能源在内的电力网络，热力网络，能源输送网络以及数据网络是实现能源可持续发展的必然之路。然而，综合使用多种能源，实现风、光、热、气等综合能源系统联合互补运行，目前仅是一个目标和愿景，尚未有成熟的运行框架、方法及机制。

通过开展综合能源系统仿真，能够分析系统中综合能源耦合特性及运行效率，为系统提供规划优化、运行优化和市场交易策略制定的决策参考。因此，开展综合能源系统建模仿真的研究，具有较高的研究价值和实际意义。

综合能源网络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，尤其是对系统中各种暂态过程进行仿真，必须借助实时仿真器实现。基于串行处理器的实时仿真器囿于信号处理速度、物理结构的限制，实时仿真计算能力较为有限，同时，多个处理器之间数据的传输延时限制了仿真步长的选择。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、性能稳定且传输速度快的基于多FPGA的综合能源实时通用仿真器内部接口电路。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于多FPGA的综合能源实时通用仿真器内部接口电路，包括高速信号接收单元及与其相连接的数据发送单元、数据接收单元，其中：

所述高速信号收发单元包括并行信号接收模块、串行信号发送模块、串行信号接收模块和并行信号发送模块，所述并行信号接收模块的输入端连接数据发送单元，该并行信号接收模块的输出端连接串行信号发送模块，所述并行信号发送模块的输入端连接串行信号接收模块，该并行信号发送模块的输出端连接数据接收单元；

所述数据发送单元包括依次连接的串化器、发送通道选择器和数据缓存单元，该数据缓存单元的输出端连接高速信号收发单元的并行信号接收模块；

所述数据接收单元包括依次连接的解串器、接收通道选择器和数据缓存单元，该数据缓存单元的输入端连接高速信号收发单元的并行信号发送模块。

所述并行信号接收模块设有串行信号发送接口，所述串行信号接收模块设有串行信号接收接口，所述串行信号发送接口和串行信号接收接口用于连接仿真器其他部分。

所述数据发送单元中的数据缓存单元包括有多路数据通道，每路数据通道的输入端连接发送通道选择器，每路数据通道的输出端连接高速信号收发单元。

所述数据接收单元中的数据缓存单元包括多路数据通道，其中每路数据通道的输入端连接高速信号收发单元，每路数据通道的输出端连接接收通道选择器。

所述高速信号接收单元、数据发送单元、数据接收单元封装在FPGA芯片内。

本实用新型的优点和积极效果是：