本實(shí)用新型涉及電力電子實(shí)時(shí)仿真領(lǐng)域，具體為一種實(shí)時(shí)仿真環(huán)境RT-LAB的接口裝置。

背景技術(shù)：

隨著全控型電力電子器件的發(fā)展，電力電子設(shè)備也越來(lái)越復(fù)雜，相繼出現(xiàn)了眾多模塊化多電平的大型應(yīng)用場(chǎng)合，如STATCOM、柔性直流輸電等。由于控制的復(fù)雜性，對(duì)控制設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行前進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)字仿真試驗(yàn)顯得越來(lái)越重要。這種驗(yàn)證不光包括對(duì)原理的驗(yàn)證，還包括對(duì)硬件以及接口的驗(yàn)證，因此對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)字仿真的需求也越來(lái)越強(qiáng)。

目前大型的模塊化多電平電力電子設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)字仿真主要采用RTDS和RTLAB設(shè)備來(lái)完成。由于具體設(shè)備接口的千差萬(wàn)別，仿真裝置不可能提供滿足所有設(shè)備的接口，因此很難對(duì)接口進(jìn)行驗(yàn)證。并且在模塊化多電平柔性直流輸電的仿真上，往往采用aurora接口直接和閥控器件的主控板進(jìn)行連接，而跳過(guò)了光纖收發(fā)板。這會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題：第一，為了適應(yīng)這種連接方式需要對(duì)主控板的程序進(jìn)行修改，導(dǎo)致仿真時(shí)的軟件與現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行軟件存在差異。第二，大量的光纖板硬件以及光纖板上的軟件無(wú)法進(jìn)行有效驗(yàn)證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種實(shí)時(shí)仿真環(huán)境RT-LAB的接口裝置，該接口裝置無(wú)需針對(duì)連接方式修改主控板程序，精度高，能夠同時(shí)驗(yàn)證多路設(shè)備。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：包括安裝在背板上的主控板以及若干個(gè)光纖板，每塊光纖板上均配置有多個(gè)光接收管和多個(gè)光發(fā)射管；

所述的主控板與每個(gè)光纖板通過(guò)LVDS驅(qū)屏線連接；所述的背板上設(shè)有高速串行接口，光纖板連接換流器功率模塊控制設(shè)備并通過(guò)高速串行接口連接RT-LAB。

所述的高速串行接口采用最高速率為4Gbps的Aurora接口。

所述的主控板采用FPGA芯片。

所述的主控板通過(guò)并行總線連接ARM處理器，ARM處理器通過(guò)以太網(wǎng)連接外部的調(diào)試和監(jiān)控設(shè)備。

所述的光纖板設(shè)置有19個(gè)，高速串行接口設(shè)置有6個(gè)。

所述的每個(gè)光纖板通過(guò)8個(gè)50MHz的光纖分別與不同的換流器功率模塊控制設(shè)備連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型主控板采用大容量的FPGA芯片，能夠同時(shí)接收多個(gè)光纖板的信號(hào)，對(duì)背板信號(hào)進(jìn)行拆包，再打包成高速串行信號(hào)，由多個(gè)高速串行通道發(fā)出。每個(gè)控制周期，仿真設(shè)備通過(guò)高速串行接口返回模塊電壓和其他狀態(tài)信息。在FPGA中對(duì)高速串行信號(hào)進(jìn)行拆包，分發(fā)給所有的光纖板，光纖板再將這些信號(hào)分發(fā)給每路換流器功率模塊控制設(shè)備。本實(shí)用新型每塊光纖板配置有多個(gè)光接收管和多個(gè)光發(fā)射管，能夠同時(shí)接收多路換流器功率模塊控制設(shè)備信號(hào)，并返回多路回饋信號(hào)。每塊光纖板與主控板件通過(guò)獨(dú)立的高速串行總線相連，因此每塊光纖板上的控制信號(hào)都能夠同時(shí)到達(dá)主控板，避免了在并行總線中主控板必須讀取完一個(gè)光纖板的控制信號(hào)，才能讀取下一個(gè)光纖板信號(hào)的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1本實(shí)用新型的控制模塊框圖；

圖2本實(shí)用新型主控板與光纖板連接示意框圖；

圖3本實(shí)用新型連接RT-LAB的結(jié)構(gòu)示意框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

參見圖1-3，本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)設(shè)置上采用6U、21槽位的機(jī)箱，其中1塊主控板占據(jù)2個(gè)槽位，其余19個(gè)槽位，每個(gè)槽位能夠插入一塊光纖板。本實(shí)用新型在整體結(jié)構(gòu)上包括安裝在背板上的主控板以及若干個(gè)光纖板，每塊光纖板上均配置有多個(gè)光接收管和多個(gè)光發(fā)射管，主控板與每個(gè)光纖板通過(guò)LVDS驅(qū)屏線連接，背板上設(shè)有高速串行接口，光纖板連接換流器功率模塊控制設(shè)備并通過(guò)高速串行接口連接RT-LAB。本實(shí)用新型的主控板采用FPGA芯片，高速串行接口采用最高速率為4Gbps的Aurora接口。主控板通過(guò)并行總線連接ARM處理器，ARM處理器通過(guò)以太網(wǎng)連接外部的調(diào)試和監(jiān)控設(shè)備。

本實(shí)用新型每塊光纖板能同時(shí)接收多路閥控信號(hào)，并返回多路回饋信號(hào)。每塊光纖板與主控板件通過(guò)獨(dú)立的高速串行總線相連，因此每塊光纖板上的控制信號(hào)都能夠同時(shí)到達(dá)主控板，避免在并行總線中主控板必須讀取完一個(gè)光纖板的控制信號(hào)，才能讀取下一個(gè)光纖板信號(hào)的問(wèn)題。主控板采用大容量的FPGA芯片，同時(shí)接收19個(gè)光纖板的信號(hào)，對(duì)背板信號(hào)進(jìn)行拆包，再打包成Aurora信號(hào)，由6個(gè)Aurora通道發(fā)出。每個(gè)控制周期當(dāng)中，仿真設(shè)備通過(guò)Aurora接口返回模塊電壓和其他狀態(tài)信息。在FPGA中對(duì)Aurora信號(hào)進(jìn)行拆包，分發(fā)給19個(gè)光纖板，光纖板再將這些信號(hào)分發(fā)給每路閥控信號(hào)。FPGA中的控制信號(hào)和模塊電壓信息，通過(guò)并行總線實(shí)時(shí)傳遞給STM32，STM32通過(guò)以太網(wǎng)將這些信號(hào)傳出，供調(diào)試和監(jiān)控使用。

本實(shí)用新型無(wú)需針對(duì)連接方式修改主控板的程序，能夠模擬實(shí)際的柔直工程用高電位板時(shí)序，本實(shí)用新型精度高，能夠同時(shí)驗(yàn)證多路設(shè)備。