HIL606实时仿真器为Typhoon HIL系列最新最强的FPGA仿真器产品,其主要面对的应用场景是复杂的多逆变器、高频以及需要多样化的工业通讯的电力电子系统的半实物高精度仿真测试。HIL606不但具有与HIL604一样的FPGA解算器和IO能力,同时具有HIL404同样高精度的FPGA解算精度和CPU计算能力。除此之外,HIL606还支持一些独特的连接方式和改善的扩展性能,这也就是说HIL606可以完全覆盖HIL404或者HIL604的仿真应用场景。其主要指标如下:
☆FPGA实时仿真步长最小可达200ns;
☆模拟量通道采样率可达5MSPS;
☆支持3.5ns PWM采样;
☆支持具有空间谐波的非线性电机模型;
☆支持开关器件的损耗模拟;
☆并联支持,支持多达16台HIL606并联;
☆支持EtherCAT
☆通讯支持,以太网、RS232、CAN、CAN-FD、GPIO、HSSL及JTAG。
基于HIL606实时仿真器平台,搭建了测试模型(充分利用了HIL606的8个FPGA核,同时考虑了含电机的测试场景),该模型的实时仿真步长可达500ns,模型仿真资源主要包括:
☆NPC变流器三套
☆两电平变流器4套
☆三相断路器13个
☆单相断路器6个
☆永磁同步电机1台
☆RLC支路若干
☆电压跌落装置一套
☆可观测电压电流测量不少于90个(可观测电流量不少于49个,可观测电压量不少于41个)

该测试模型的SPC核资源利用情况以及每个核的时序利用情况如下图所示。从图中可以看出已经比较充分的利用了HIL606的算力资源。

基于HIL606实时仿真器硬件平台,以RL负载为最小单元,实时仿真步长配置为5us,搭建了电力系统节点测试模型如下图所示。

上图中,红色的框为一个SPC仿真内容,每个SPC包括了6个绿色的圆圈子系统(其名字为Single_SPC_x)。该算力测试模型完全使用了HIL606的8个SPC,其中绿色圆圈子系统的仿真内容如下图所示。

Single_SPC_x自字体主要是由传输线路、电压电流测量以及RL负载组成的简单电力系统节点模型。单个Single_SPC_x子系统包括了20条RL传输线路以及16个RL负载子系统,其中RL负载子系统的仿真内容如下图所示。

由此见该电力系统节点测试模型主要仿真内容包括:
☆电网模拟器;
☆768个RL负载节点;
☆960条RL传输线路;
☆大于1000个电压测量和大于1000千个电流测量;
该电力系统节点测试模型可在HIL606实时仿真器上以5us的仿真步长实现实时仿真运行,这也就是说单台HIL606实时仿真器可以实现960个简单三相电气节点的高精度实时仿真。
HIL606可以完全覆盖HIL506以及HIL404的仿真场景,并主要应用于高频电力电子以及包含多种工业通讯的复杂微电网系统。如下复杂微电网HIL测试案例:
1.测试平台示意
2.Schematic模型

3.图形化SCADA界面
