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龙图腾网获悉天津大学申请的专利一种面向电力电子化系统实时仿真的FPGA设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116300530B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310376616.8，技术领域涉及：G05B17/02；该发明授权一种面向电力电子化系统实时仿真的FPGA设计方法是由赵金利;王坤;富晓鹏;王智颖;李鹏;王成山设计研发完成，并于2023-04-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种面向电力电子化系统实时仿真的FPGA设计方法在说明书摘要公布了：一种面向电力电子化系统实时仿真的FPGA设计方法，包括：在离线环境下，搭建电力电子化系统仿真算例，包括m个电力电子设备，读取电气元件参数，形成电气系统动态方程；在离线环境下，计算增广状态矩阵，计算增广状态矩阵恒定状态转移矩阵、变化参数矩阵和输出参数矩阵，并存入FPGA实时仿真器中；设置初始启动FPGA实时仿真器；判断电力电子设备开关状态；同时，FPGA实时仿真器进行控制系统仿真计算得到电力电子开关控制信号；判断仿真时刻是否达到设定的仿真终了时刻，如达到设定的仿真终了时刻，则仿真结束。本发明解决了电力电子设备带来的系统拓扑时变问题，为电力电子化系统实时仿真提供了一种新的实现方法。

本发明授权一种面向电力电子化系统实时仿真的FPGA设计方法在权利要求书中公布了：1.一种面向电力电子化系统实时仿真的FPGA设计方法，其特征在于，包括如下步骤： 1在离线环境下，搭建电力电子化系统仿真算例，包括m个电力电子设备，m为大于等于1的整数，读取电气元件参数，形成电气系统动态方程：式中xt为状态变量，为状态变量的导数，ut为输入变量，yt为输出变量，yswitcht为开关支路测量向量，ycontrolt为控制系统测量向量，t为时间，为电力电子设备开关状态St＝k时的状态矩阵，为输入矩阵，为输出矩阵，为传递矩阵；读取电力电子设备的控制参数形成控制系统参数矩阵PC； 2在离线环境下，计算增广状态矩阵其中f为系统频率，增广状态矩阵Ak的维度为N，N为大于1的整数，获取增广状态矩阵Ak随k变化时的恒定部分和变化部分计算恒定状态转移矩阵式中h为实时仿真步长，计算变化参数矩阵计算输出参数矩阵3将恒定状态转移矩阵M、变化参数矩阵Nk、输出参数矩阵C、控制系统参数矩阵Pc和实时仿真步长h存入FPGA实时仿真器中； 4设置仿真时刻t＝0，设置初始电力电子设备开关状态S0，状态变量初值x0，初始电力电子开关控制信号g0，启动FPGA实时仿真器； 5FPGA实时仿真器根据电力电子设备开关状态St从FPGA中读取变化参数矩阵Nk和恒定状态转移矩阵M，计算t+h时刻状态变量xt+h＝Mxt+Nkxt，完成计算后仿真时间向前推进一个步长，t＝t+h，计算t时刻输出变量yt＝Cxt，根据t‑h时刻的电力电子开关控制信号gt‑h和t时刻的开关支路测量向量yswitcht判断t时刻的电力电子设备开关状态St；同时，FPGA实时仿真器进行控制系统仿真计算得到电力电子开关控制信号gt； 6等待物理时间达到仿真时刻t，然后进入下一步； 7判断仿真时刻t是否达到设定的仿真终了时刻Tend，如达到设定的仿真终了时刻Tend，则仿真结束，否则返回步骤5。

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