实时仿真是研究模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)参数设计、性能分析、综合评估的重要工具。随着高频电力电子器件的发展,MMC实时仿真对仿真计算的高速性、精确性以及灵活性提出了更高的要求。常用的建模方法无法兼顾模型计算精度与仿真速率的约束关系,主流的仿真系统并行度有限,提供的计算能力难以满足MMC仿真的实时性要求。为解决上述问题,本文提出了一种基于FPGA的模块化多电平换流器实时仿真平台,研究了面向MMC的快速成型法与模型建模算法。本文主要完成工作如下:1.研究应用于MMC的快速成型法的设计方法。本文针对MMC的解算器设计困难和通用性不足的问题进行了开发流程的改进,提出了采用并行设计方式的快速成型法,缩短了解算器设计从概念开发阶段到硬件实现阶段所需要的时间,并保证模型与VHDL代码一致型,减少了MMC解算器的开发难度。2.研究基于向后欧拉法的MMC桥臂建模算法。本文针对现有MMC模型仿真速率慢、计算工作量大的问题,使用了向后欧拉法分别对桥臂电感和子模块电容进行离散化处理,并将MMC换流器的桥臂等效为戴维南等效电路,将其代替相应的桥臂再进行解算。该算法可精确仿真每个子模块的充放电过程,减少计算的复杂度,极大地提高仿真速率。3.实现基于FPGA的MMC的实时仿真测试。本文针对MMC进行电磁暂态仿真中仿真精度和仿真速率无法兼顾问题,根据快速成型法搭建MMC仿真模型,在1?s的仿真步长下将初级仿真与混合仿真中的A相电压、AB线电压、A相上桥臂电流的波形进行对比。通过Matlab生成调制波文件,与模型生成代码一并下载到FPGA中以100ns的步长对桥臂模型进行高速解算,并得到输出桥臂波形。结果显示,通过快速成型法所得到的模型在FPGA中可精确仿真整个MMC开关运作过程,并且范数误差在0.5%之内,验证了该方法的准确性。