[发明专利]一种基于FPGA的智能变电站实时仿真器

摘要

本发明公开了一种基于FPGA的智能变电站实时仿真器，包括人机交互模块、嵌入式处理模块、FPGA仿真模块、千兆光纤收发器、千兆以太网接口、SD卡读写控制器，用户通过人机交互模块输入参数，嵌入式处理模块管理用户行为，将仿真模型参数下发至FPGA仿真模块进行仿真，将仿真结果通过嵌入式处理模块反馈至人机交互模块，向用户进行显示，并且嵌入式处理模块生成智能变电站的网络报文，通过千兆光纤收发器、千兆以太网接口发送给外部网络。本发明可以实现智能变电站一次系统、二次系统及两者功能关联的实时仿真，满足行业需求。

主权项

一种基于FPGA的智能变电站实时仿真器，其特征在于，包括人机交互模块、嵌入式处理模块、FPGA仿真模块、千兆光纤收发器、千兆以太网接口、SD卡读写控制器，其中：人机交互模块包括输入设备和显示屏，输入设备用于用户输入参数，发送给嵌入式处理模块，显示屏用于向用户显示仿真结果；嵌入式处理模块用于管理用户行为，包括记录用户通过人机交互模块1输入的参数，对仿真步长、仿真规模、仿真运行方式进行设置，并将仿真模型参数下发至FPGA仿真模块；接收FPGA仿真模块3的仿真结果，反馈给人机交互模块；FPGA仿真模块用于根据嵌入式处理模块发送的参数对智能变电站的模型进行实时仿真，包括一次系统主接线的电磁暂态仿真和二次系统的行为逻辑仿真，将仿真结果反馈给嵌入式处理模块；并且将仿真结果转化为实际变电站中所使用的IEC 61850的网络报文，其中包含一次系统的电流、电压瞬时值的SV报文和包含开关分合动作信息、位置信息以及告警信息的GOOSE报文，发送给千兆光纤收器，二次系统的保护与控制行为报文、告警报文、状态信息报告发送给千兆以太网接口；千兆光纤收发器用于向外部网络转发FPGA仿真模块所模拟的智能变电站过程层报文，包括SV报文和GOOSE报文；千兆以太网接口用于向外部网络转发FPGA仿真模块所模拟的智能变电站站控层MMS报文；SD卡读写控制器用于存储仿真过程的结果和报告，供用户在智能变电站仿真完成后离线调阅。