Método de Simulación en Tiempo Real Paralelo de Múltiples Tasas para Sistemas de Energía Eólica de Doble Alimentación Basado en FPGA-CPU
Autores: Yang, Guangrao; Li, Yahui; Hao, Zhenghang; Chen, Zhuo; He, Puxiang; Zhang, Jing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Método de Simulación en Tiempo Real Paralelo de Múltiples Tasas para Sistemas de Energía Eólica de Doble Alimentación Basado en FPGA-CPU
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Método de simulación
FPGA-CPU
Sistemas de energía eólica de doble alimentación
Co-simulación asíncrona
Convertidor de pequeño paso
Rendimiento en tiempo real
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Se estudia un método de simulación en tiempo real paralelo de múltiples tasas basado en FPGA-CPU para realizar la co-simulación asíncrona del convertidor de sistemas de energía eólica de doble alimentación con la turbina eólica y la red eléctrica externa. El sistema de energía eólica de doble alimentación se partitiona por la longitud del paso de simulación, y los datos de longitud de paso pequeño particionados se procesan utilizando homogeneización integral. Para los datos de gran paso, se propone un método de interpolación lineal compensado por retraso mejorado combinado con interpolación de Newton para su procesamiento. Se utiliza el método del modelo de pequeño paso de tiempo general (GST) para implementar la modelización FPGA del convertidor de pequeño paso, y se logra la optimización de recursos a través de la multiplexión por división de tiempo. La co-simulación paralela asíncrona de un sistema de energía eólica de doble alimentación se implementa en una plataforma de co-simulación FPGA-CPU. Entre ellos, la FPGA realiza el desarrollo del HDL del convertidor con un pequeño paso de 1, mientras que la CPU completa la simulación de la turbina eólica y la red eléctrica de manera sincrónica con un gran paso de 50. Finalmente, al comparar con la simulación offline de MATLAB/Simulink y analizar el error, se concluye que la precisión de la simulación del método mejorado en este documento es superior a la de la simulación paralela no interpolada, lo que verifica el rendimiento en tiempo real y la precisión de la modelización y el método mejorado en este documento.
Descripción
Se estudia un método de simulación en tiempo real paralelo de múltiples tasas basado en FPGA-CPU para realizar la co-simulación asíncrona del convertidor de sistemas de energía eólica de doble alimentación con la turbina eólica y la red eléctrica externa. El sistema de energía eólica de doble alimentación se partitiona por la longitud del paso de simulación, y los datos de longitud de paso pequeño particionados se procesan utilizando homogeneización integral. Para los datos de gran paso, se propone un método de interpolación lineal compensado por retraso mejorado combinado con interpolación de Newton para su procesamiento. Se utiliza el método del modelo de pequeño paso de tiempo general (GST) para implementar la modelización FPGA del convertidor de pequeño paso, y se logra la optimización de recursos a través de la multiplexión por división de tiempo. La co-simulación paralela asíncrona de un sistema de energía eólica de doble alimentación se implementa en una plataforma de co-simulación FPGA-CPU. Entre ellos, la FPGA realiza el desarrollo del HDL del convertidor con un pequeño paso de 1, mientras que la CPU completa la simulación de la turbina eólica y la red eléctrica de manera sincrónica con un gran paso de 50. Finalmente, al comparar con la simulación offline de MATLAB/Simulink y analizar el error, se concluye que la precisión de la simulación del método mejorado en este documento es superior a la de la simulación paralela no interpolada, lo que verifica el rendimiento en tiempo real y la precisión de la modelización y el método mejorado en este documento.