基于FPGA的双馈风力发电机定转子解耦数字镜像超实时仿真

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为实现双馈风力发电机(DFIG)大规模场站级实时仿真,本文设计了一种基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)的DFIG数字镜像IP(Intellectual Property Core)。本文提出面向异步机定子与转子“T型”等效电路解耦的虚拟电容等效法,在此基础上提出DFIG内部各组件并行算法,最后构建DFIG-IP。本文通过流水线优化设计,完成基于FPGA的DFIG-IP在四种工况下,计算精度与计算速度的实验验证。研究结果表明:本文所提方法降低DFIG异步机求解模块所需FPGA资源约77%;本文基于FPGA设计的DFIG-IP在400 MHz时钟频率下,超实时加速度比可达27.8,单个DFIG-IP占用ZCU106资源不超过20%;本文所提方法能够满足DFIG并网系统实时仿真在精度与速度上的要求。本论文研究可为含大量新能源并网系统的电磁暂态仿真加速研究提供参考。
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