基于FPGA的電磁瞬態(tài)仿真器研究
摘要：為了提高配電網(wǎng)故障電磁瞬態(tài)特性的實(shí)時(shí)仿真效率,避免復(fù)雜的現(xiàn)場可編程門陣列(field-programmable gatearray,FPGA)編程,本文研究了一種基于FPGA的自動(dòng)實(shí)時(shí)電磁瞬態(tài)仿真器。首先通過綜合改進(jìn)的增廣節(jié)點(diǎn)分析(modified augmented nodal analysis, MANA)方法和固定的導(dǎo)納矩陣節(jié)點(diǎn)方法(fixed admittance matrix nodal method,FAMNM)構(gòu)建了求解器;然后基于開關(guān)電導(dǎo)參數(shù)的最優(yōu)選擇,建立了高效的稀疏矩陣-向量乘法器;最后通過對(duì)三相配電網(wǎng)絡(luò)中的單相接地故障后電磁瞬態(tài)特性進(jìn)行測試,驗(yàn)證了仿真器的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:MANA-FAMNM的特殊結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)極低的積分時(shí)間步長,并且避免了仿真器重新設(shè)計(jì)FPGA代碼,該應(yīng)用程序可直接用于不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);仿真器能夠?qū)崟r(shí)精確地再現(xiàn)配電網(wǎng)故障中發(fā)生的電磁瞬態(tài)特性以及在傳輸線中傳播的電磁波,FPGA-RTS仿真與軟件EMTP-RV離線仿真的C相相電壓值的最大誤差約為0.006pu,完全滿足工程應(yīng)用的要求。該仿真器可以推廣到工業(yè)實(shí)時(shí)嵌入系統(tǒng)中。
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高電壓技術(shù)雜志
高電壓技術(shù)雜志， 月刊，本刊重視學(xué)術(shù)導(dǎo)向，堅(jiān)持科學(xué)性、學(xué)術(shù)性、先進(jìn)性、創(chuàng)新性，刊載內(nèi)容涉及的欄目：新能源發(fā)電系統(tǒng)與并網(wǎng)技術(shù)專題、電氣裝備及其智能運(yùn)維、大功率電力電子與智能輸配電、電介質(zhì)與電氣絕緣、脈沖功率與放電等離子體等。于1975年經(jīng)新聞總署批準(zhǔn)的正規(guī)刊物。
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