基于FPGA-Jetson的智能电网硬件实时联合仿真

摘要

智能电网是一个电力网络和通信网络耦合的物理信息电力系统(CPPS,cyber-physical power system),这种双域耦合的特性使得对其实时仿真成为难点。不同于现有基于软件同步的联合仿真方法,借助了FPGA的可编程计算能力和Jetson的实时操作系统,设计了基于FPGA-Jetson平台的智能电网硬件实时联合仿真架构,在FPGA板卡内进行电力系统仿真,在Jetson平台中完成信息通信系统仿真,利用PCIe数据通道模拟双域的信息交互。通过充分发掘各个模块的计算和数据传输能力,可以实现对“电网+通信网”双域联合的实时仿真。最后,针对广域AC-DC混合输电网和微电网两个典型智能电网场景设计了相应的实时仿真模型及参数,验证了所提实时联合仿真架构的可行性和可扩展性。