CN105301984A

CN105301984A - 一种基于fpga的电力电子仿真系统及方法

Info

Publication number: CN105301984A
Application number: CN201510818192.1A
Authority: CN
Inventors: 陆臻业; 邹毅军; 王天民; 王佳; 王志鹏; 谭伟
Original assignee: SHANGHAI KELIANG INFORMATION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: Shanghai Keliang Information Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2035-11-20
Also published as: CN105301984B

Abstract

本发明涉及仿真技术领域，公开了一种基于FPGA的电力电子仿真系统及方法。本发明中，基于FPGA的电力电子仿真方法应用于电力电子系统，该基于FPGA的电力电子仿真方法包含以下步骤：将电力电子系统的电路模型下载到FPGA模块中；联立电路模型中每个节点的电压电流方程得到电力电子系统的导纳矩阵；其中导纳矩阵的维度不随电力电子系统的电路中开关状态的改变而改变；若电力电子系统的电路模型中的开关状态发生变化，则更新导纳矩阵中与状态改变的开关对应的参数；根据更新的导纳矩阵，解算电力电子系统的电路模型中的状态参数，对电力电子系统进行仿真。这样，可以避免每次开关状态发生变化后都要重新计算系统的导纳矩阵，节约仿真时间，提高仿真效率。

Description

一种基于FPGA的电力电子仿真系统及方法

技术领域

本发明涉及仿真技术领域，特别涉及一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的电力电子仿真系统及方法。

背景技术

目前在电力系统实时仿真领域，面向传统输配电系统的低频电力电子仿真技术已经趋于完善，主要运用的是基于CPU(centralprocessingunit，中央处理器)的仿真系统。基于CPU的这种软件环境的仿真系统具有操作简单、成熟度高、低复杂度等优点。如今，基于CPU的仿真系统已经被广泛用于针对大规模电网及传统输配电系统的实时仿真中。

随着智能电网的兴起，大规模的电力电子被应用于新能源并网、分布式电源及电能质量优化等领域。由于大规模电力电子器件的引入，电力系统频率也随之不断提高。因此，随着新一代的电网及输配电系统发展，大量电力电子器件的引入、更高的仿真频率、大量规模的短距离传输线路对相应的实时仿真系统提出了新的挑战。实时仿真系统需要具备1微妙级甚至纳秒级的仿真步长以及更小的通讯延迟。

然而，基于CPU的仿真系统由于硬件构架、串行执行机制等原因无法实现小步长的高速实时仿真，同时会伴随较大的通讯延时，因此基于CPU的仿真系统无法实现面向智能电网的电力电子实时仿真。

另外，电力系统实时仿真的基本解算方法为节点分析法，此方法可以针对每个节点的电压和每条支路的电流进行计算。采用节点分析法可以建立电力电子系统的导纳矩阵，但是，一旦电路的状态发生变化，比如，开关状态改变，就要对系统的导纳矩阵进行重新解算，时间成本较高，降低了仿真速度。

而且，伴随着电力电子系统规模的扩大，会遇到依靠仿真资源无法满足相应数量的电力电子器件的情况。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种基于FPGA的电力电子仿真系统及方法，可以避免每次开关状态发生变化后都要重新计算系统的导纳矩阵，节约仿真时间，提高仿真效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种基于FPGA的电力电子仿真方法，应用于电力电子系统，所述基于FPGA的电力电子仿真方法包含以下步骤：

将所述电力电子系统的电路模型下载到FPGA模块中；

联立所述电路模型中每个节点的电压电流方程得到所述电力电子系统的导纳矩阵；其中，所述导纳矩阵的维度不随所述电力电子系统的电路中开关状态的改变而改变；

若所述电力电子系统的电路模型中的开关状态发生变化，则更新所述导纳矩阵中与状态改变的开关对应的参数；

根据更新的导纳矩阵，解算所述电力电子系统的电路模型中的状态参数，对所述电力电子系统进行仿真。

本发明的实施方式还提供了一种基于FPGA的电力电子仿真系统，应用于电力电子系统仿真，包含：上位机与FPGA模块；

所述上位机与所述FPGA模块连接；

所述上位机包含模型建立模块与下载模块；所述模型建立模块与所述下载模块连接；

所述模型建立模块，用于建立所述电力电子系统的电路模型，将通所述下载模块将所述电路模型并下载到所述FPGA模块中；

所述FPGA模块包含解算子模块与判断子模块；

所述解算子模块，用于联立所述电路模型中每个节点的电压电流方程得到所述电力电子系统的导纳矩阵；其中，所述导纳矩阵的维度不随所述电力电子系统的电路中开关状态的改变而改变；

所述判断子模块，用于判断所述电力电子系统的电路模型中的开关状态是否发生变化；若是，则触发所述解算模块更新所述导纳矩阵中与状态改变的开关对应的参数；

所述解算子模块，还用于根据更新的导纳矩阵，解算所述电力电子系统的电路模型中的状态参数，对所述电力电子系统进行仿真。

本发明实施方式相对于现有技术而言，是联立电力电子系统的电路模型中每个节点的电压电流方程得到电力电子系统的导纳矩阵，该导纳矩阵的维度不随电力电子系统的电路中开关状态的改变而改变，而且，在电力电子系统的电路模型中的开关状态发生变化时，只需要更新导纳矩阵中与状态改变的开关对应的参数即可，而不需要重新解算电力电子系统的导纳矩阵，节约了仿真时间，提高了仿真效率。

另外，在将所述电力电子系统的电路模型下载到FPGA模块中的步骤中，将所述电力电子系统的电路模型划分为N个电路子模型，并分别下载到N个FPGA模块中；其中，N为大于1的自然数，相邻两个FPGA模块通过信号级信号耦合链接；在联立所述电路模型中每个节点的电压电流方程得到所述电力电子系统的导纳矩阵的步骤中，获取N个子导纳矩阵；其中，所述N个子导纳矩阵与N个电路子模型一一对应；在若所述电力电子系统的电路模型中的开关状态发生变化，则更新所述导纳矩阵中与状态改变的开关对应的参数的步骤中，若所述子电路模型中的开关状态发生变化，则更新该子电路模型的子导纳矩阵中状态改变的开关对应的参数；在所述根据更新的导纳矩阵，通过解算所述电力电子系统的电路中的状态参数，对所述电力电子系统进行仿真的步骤中，根据更新的子导纳矩阵，解算所述电力电子系统的电路模型中的状态参数，对所述电力电子系统进行仿真。由N个FPGA模块联合对一个电力电子系统进行仿真，可以避免由一个FPGA模块无法完成仿真的情况，同时可以减少计算量，节约仿真时间。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的基于FPGA的电力电子仿真方法流程图；

图2是根据本发明第一实施方式中的电力电子系统的结构示意图；

图3是根据本发明第二实施方式的基于FPGA的电力电子仿真方法流程图；

图4是根据本发明第二实施方式中的电感示意图；

图5是根据本发明第二实施方式中的等效电感模型的结构示意图；

图6是根据本发明第二实施方式中的离散化等效电感模型的结构示意图；

图7是根据本发明第三实施方式的基于FPGA的电力电子仿真系统结构框图；

图8是根据本发明第四实施方式的基于FPGA的电力电子仿真系统结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种基于FPGA的电力电子仿真方法，应用于电力电子系统仿真，具体流程如图1所示，包含以下步骤：

步骤101，将电力电子系统的电路模型下载到FPGA模块中。具体地说，是利用上位机根据待仿真的电力电子系统进行建模，创建电力电子系统的电路模型，并将创建的电力电子系统的电路模型下载到FPGA模块，其中，FPGA模块具体可以是FPGA板。

步骤102，联立电路模型中每个节点的电压电流方程得到电力电子系统的导纳矩阵。其中，导纳矩阵的维度不随所述电力电子系统的电路中开关状态的改变而改变。

具体地说，在本步骤中，采用改进的节点法通过联立整个电力电子系统中每个节点的电压电流方程来得到整个电力电子系统的导纳矩阵。其中，该导纳矩阵的维度会较结点法所得的系统矩阵维度要大，但是，在算法上更容易植入FPGA模块中的解算器中，以便处理器对系统矩阵进行自动化的解析。

下面以一个简单电力电子系统为例进行说明。如图2所示，该电力电子系统包含电压源V1、V2和电阻元件R1、R2、R3，同时包含a、b、c三个节点。

该电力电子系统的节点方程为

节点a：

i_{V 1} + \frac{v_{a} - v_{b}}{R_{1}} = 0

节点b：

\frac{v_{b} - v_{a}}{R_{1}} + \frac{v_{b}}{R_{3}} + \frac{v_{b} - v_{c}}{R_{2}} = 0

节点c：

i_{v 2} + \frac{v_{c} - v_{b}}{R_{2}} = 0

其中，v_a＝V1

v_c＝V2

v_a、v_b、v_c分别是节点a、b、c的电压。

联立上述节点方程，可以得出系统的导纳矩阵

[\begin{matrix} \frac{1}{R_{1}} & - \frac{1}{R_{1}} & 0 & 1 & 0 \\ - \frac{1}{R_{1}} & \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}} & - \frac{1}{R_{2}} & 0 & 0 \\ 0 & - \frac{1}{R_{2}} & \frac{1}{R_{2}} & 0 & 1 \\ 1 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 0 \end{matrix}] [\begin{matrix} v_{a} \\ v_{b} \\ v_{c} \\ i_{v 1} \\ i_{v 2} \end{matrix}] = [\begin{matrix} 0 \\ 0 \\ 0 \\ V 1 \\ V 2 \end{matrix}]

由上述导纳矩阵可以看出，虽然导纳矩阵的维度较大，但是，形式简单，计算难度较低，耗时较短。

进一步地，在本步骤中，可以采用普约维奇等效方法将开关导通等效为电感、将开关断开等效为电容，在离散化仿真时，将电感等效为第一电阻与第一电流源并联的电路、将电容等效为第二电阻与第二电流源并联的电路，其中，第一电阻的阻值为R_L＝L/h,第二电阻的阻值为R_C＝h/C。再采用改进的结点法对电力电子系统的电路模型进行解算，解析带有固定电压源、电流源电路的每个节点的电压、支路电流，建立系统方程以及导纳矩阵。这样，采用普约维奇等效方法与改进的节点法相结合，建立系统的导纳矩阵，在整个仿真过程中导纳矩阵维度将不会改变，开关状态发生变化时不需要重新解算系统矩阵，大大地节省了运算量，提高了效率，为高速电力电子系统仿真提供了一个良好的环境。

步骤103，判断电力电子系统的电路模型中的开关状态是否发生变化。若是，则执行步骤104，否则，继续执行步骤103。其中，开关的状态包含导通与关断两种状态。为了实现电路的不同功能测试，在仿真过程中，会通过改变开关的状态来改变电路的状态。

步骤104，更新导纳矩阵中与状态改变的开关对应的参数。比如，若一个开关的状态参数对应于系统的导纳矩阵中的矩阵元为T₁₂，则在该开关的状态发生改变时，更新T₁₂的参数即可，而不用重新解算系统的导纳矩阵。而在现有技术中，若该开关的状态由导通转换为关断，则重新解算系统的导纳矩阵，重新解算的导纳矩阵的维度会减少一个维度，反之，重新解算的导纳矩阵的维度会增加一个维度，这样，重新解算系统的导纳矩阵，时间成本较大。而本实施方式可以避免每次开关状态发生变化后都要重新计算系统的导纳矩阵，节约仿真时间，提高仿真效率。

步骤105，根据更新的导纳矩阵，解算电力电子系统的电路模型中的状态参数，对电力电子系统进行仿真。比如，根据系统的导纳矩阵，可以解算出v_a、v_b、v_c、i_v1、i_v2的参数，从而获知电路的状态达到仿真的目的。

与现有技术相比，是联立电力电子系统的电路模型中每个节点的电压电流方程得到电力电子系统的导纳矩阵，该导纳矩阵的维度不随电力电子系统的电路中开关状态的改变而改变，而且，在电力电子系统的电路模型中的开关状态发生变化时，只需要更新导纳矩阵中与状态改变的开关对应的参数即可，而不需要重新解算电力电子系统的导纳矩阵，节约了仿真时间，提高了仿真效率。

本发明的第二实施方式涉及一种基于FPGA的电力电子仿真方法。第二实施方式在第一实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第二实施方式中，将电力电子系统的电路模型划分为N个子电路模型，并分配给N个FPGA模块，由这N个FPGA模块联合起来对电力电子系统进行仿真，可以避免由一个FPGA模块无法完成仿真的情况，同时可以减少计算量，节约仿真时间。

在本实施方式中，基于FPGA的电力电子仿真方法，具体如图3所示，包含以下步骤：

步骤301，将电力电子系统的电路模型划分为N个电路子模型，并分别下载到N个FPGA模块中。其中，N为大于1的自然数，相邻两个FPGA模块通过信号级信号耦合链接，具体可以通过电感耦合链接。

比如说，可以将一个较大的电力电子系统的电路模型划分为两个子电路模型：第一子电路模型与第二子电路模型，并分别下载到第一FPGA模块与第二FPGA模块，第一FPGA模块与第二FPGA模块通过电感L耦合连接。

在离散化之前，如图4所示，电感L一端对地电压为v_k，另一端对地电压为v_m，流经电感L的电流为i_km，其中，

U_{k m} = L \cdot \frac{{dI}_{k m}}{d t}

{dI}_{k m} = \frac{1}{L} U_{k m} d t

{&Integral;}_{t - Δ t}^{t} {dI}_{k m} = \frac{1}{L} \cdot {&Integral;}_{t - Δ t}^{t} U_{k m} d t

I_{k m} (t) - I_{k m} (t - Δ t) = \frac{1}{L} \cdot [\frac{Δ t}{2} (U_{k m} (t) + U_{k m} (t - Δ t))]

U_{k m} (t) + U_{k m} (t - Δ t) = \frac{2 L}{Δ t} \cdot [I_{k m} (t) - I_{k m} (t - Δ t)]

\{\begin{matrix} U_{k m} (t) = \frac{2 L}{Δ t} \cdot I_{k m} (t) - \frac{2 L}{Δ t} \cdot I_{k m} (t - Δ t) - U_{k m} (t - Δ t) \\ U_{k m} (t) = \frac{2 L}{Δ t} \cdot I_{k m} (t) + [- U_{k m} (t - Δ t) + (- \frac{2 L}{Δ t}) \cdot I_{k m} (t - Δ t)] \\ U_{k m} (t) = R \cdot I_{k m} (t) + U s \end{matrix}

其中，

R = \frac{2 L}{Δ t},

K = - \frac{2 L}{Δ t}

其中，t为时间，Δt为仿真步长，Us为等效电流源的电压。

对电感L进行离散化处理：

U_km(z)＝R·I_km(z)+Us(z)

Us(z)＝z^-1[-U_km(z)+K·I_km(z)]

其中，z为离散化后的每个采样时刻，z^-1为一步延迟。

以上各式是电感L在离散化仿真中的等效方程，其对应的SIMULINK模型如图5所示，图5所示的电路为用于系统解耦的解耦电感等效电路，其中，US为等效电流源，电流计C的i输出端输出流经电感L的电流I_km，加法器S1用于将I_km乘以R的乘积加上等效电流源的电压Us，获取U_km并通过端口v输出；乘法器A用于将输入量I_km乘以K并输出，加法器S2用于将K·I_km与(-U_km)之和输出至单位延时器D，单位延时器D用于将输入量进行一步延迟即z^-1操作，得到Us并输出至等效电流源的输入端s。

图中的电气端口1连接了第一FPGA模块中的第一子电路模型，而电气端口2连接了第二FPGA模块中的第二子电路模型。

在本实施方式中，进行离散化仿真时，对电感L进行等效离散化处理，由中间将此电感L一分为二，分成两个完全相等的子电感：电感601、电感602，具体如图6所示，其中，电感601、电感602的结构与电感L的结构相同，电感601的加法器S2输出端与电感602的单位延时器D输入端连接，电感602的加法器S2输出端与电感601的单位延时器D输入端连接，这样，即可完成第一子电路模型与第二子电路模型之间的数据交互。

在本实施方式中，原电力电子系统被解耦成两个小的子系统，并分别由两个FPGA模块进行仿真，这样可以避免由一个FPGA模块无法完成仿真的情况，同时可以减少计算量，节约仿真时间。

步骤302，获取N个子导纳矩阵；其中，N个子导纳矩阵与N个电路子模型一一对应。具体地说，每个FPGA模块分别获取本模块中子电路模型的子导纳矩阵。其中，每个子导纳矩阵的维度都小于原电力电子系统的电路模型的系统导纳矩阵的维度，且所有子导纳矩阵的数据量之和小于原电力电子系统的电路模型的系统导纳矩阵的数据量。比如，若原电力电子系统的电路模型的系统导纳矩阵的维度为6，包含36个矩阵元，若将原电力电子系统的电路模型划分为2个维度为3的子电路模型，则2子电路模型的矩阵元之和18，比原电力电子系统的电路模型的系统导纳矩阵的数据量小了一半，这样，可以减少计算量，节约仿真时间，数据占用的存储空间小。

步骤303，判断子电路模型中的开关状态是否发生变化。若是，则执行步骤304，否则，继续执行步骤303。具体是，每个FPGA模块分别判断本模块中的子电路模型中的开关状态是否发生变化，若是，则执行步骤304，否则，继续执行步骤303。

步骤304，更新子导纳矩阵中状态改变的开关对应的参数。具体是，每个FPGA模块分别更新本模块中的子电路模型中的开关状态发生变化的开关的参数。

步骤305，根据更新的子导纳矩阵，解算电力电子系统的电路模型中的状态参数，对电力电子系统进行仿真。

综上所述，由N个FPGA模块联合对一个电力电子系统进行仿真，可以避免由一个FPGA模块无法完成仿真的情况，同时可以减少计算量，节约仿真时间。

在实际应用中，在利用FPGA模块进行高速仿真之前，可以先进行离线仿真，验证所建模型是否正确，在验证所建模型正确后，再将验证后的电路模型下载到FPGA模块中进行软件在环的混合实时建模仿真，当软件在环的混合实时建模仿真与离线仿真结果相符时，再进行外部控制器硬件回路在环仿真。

另外，利用FPGA模块进行高速仿真的另一优点是：FPGA模块具备可重构特性。利用上位机可以通过修改FPGA模块中的参数修改电路模型，无需重新编译，可以大大缩短待模拟器件的开发周期。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第三实施方式涉及一种基于FPGA的电力电子仿真系统，应用于电力电子系统仿真，如图7所示，包含：上位机与FPGA模块。

上位机与FPGA模块连接；

上位机包含模型建立模块与下载模块；模型建立模块与下载模块连接。

模型建立模块，用于建立电力电子系统的电路模型，将通下载模块将电路模型并下载到FPGA模块中。

FPGA模块包含解算子模块与判断子模块。

解算子模块，用于联立电路模型中每个节点的电压电流方程得到电力电子系统的导纳矩阵；其中，导纳矩阵的维度不随电力电子系统的电路中开关状态的改变而改变。

判断子模块，用于判断电力电子系统的电路模型中的开关状态是否发生变化；若是，则触发解算模块更新导纳矩阵中与状态改变的开关对应的参数。

解算子模块，还用于根据更新的导纳矩阵，解算电力电子系统的电路模型中的状态参数，对电力电子系统进行仿真。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第四实施方式涉及一种基于FPGA的电力电子仿真系统，如图8所示。第四实施方式在第三实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第四实施方式中，包含N个FPGA模块，上位机将电力电子系统的电路模型划分为N个子电路模型，并分配给N个FPGA模块，由这N个FPGA模块联合起来对电力电子系统进行仿真，可以避免由一个FPGA模块无法完成仿真的情况，同时可以减少计算量，节约仿真时间。

具体地，基于FPGA的电力电子仿真系统包含N个FPGA模块，其中，相邻两个FPGA模块通过信号级信号耦合链接；具体地，相邻两个FPGA模块通过电感耦合链接；上位机还包含划分模块；其中，N为大于1的自然数。在本实施方式中，N为1，即基于FPGA的电力电子仿真系统包含2个FPGA模块：FPGA模块1与FPGA模块2，FPGA模块1与FPGA模块2通过电感L连接。

划分模块，用于将电力电子系统的电路模型划分为N个电路子模型，并分别下载到N个FPGA模块中；每个FPGA模块分别包含解算子模块与判断子模块；

N个解算子模块，分别用于获取N个子导纳矩阵；其中，N个子导纳矩阵与N个电路子模型一一对应。

N个判断子模块，分别用于判断N个对应的所述子电路模型中的开关状态是否发生变化；若是，则更新对应的子导纳矩阵中状态改变的开关对应的参数。

N个解算子模块，还分别用于根据N个更新的子导纳矩阵，解算子电路模型中的状态参数，对电力电子系统进行仿真。

FPGA模块还包含离散化处理子模块。

离散化处理子模块，用于对每相邻两个FPGA模块之间的电感进行离散化处理。

由于第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种基于现场可编程门阵列FPGA的电力电子仿真方法，应用于电力电子系统仿真，其特征在于，所述基于FPGA的电力电子仿真方法包含以下步骤：

将所述电力电子系统的电路模型下载到FPGA模块中；

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的电力电子仿真方法，其特征在于，在联立所述电路模型中每个节点的电压电流方程得到所述电力电子系统的导纳矩阵的步骤中，

采用改进的结点法对所述电力电子系统的电路模型进行解算，解析带有固定电压源、电流源电路的每个节点的电压、支路电流，建立系统方程以及所述导纳矩阵。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的电力电子仿真方法，其特征在于，在将所述电力电子系统的电路模型下载到FPGA模块中的步骤中，

将所述电力电子系统的电路模型划分为N个电路子模型，并分别下载到N个FPGA模块中；其中，N为大于1的自然数，相邻两个FPGA模块通过信号级信号耦合链接；

在联立所述电路模型中每个节点的电压电流方程得到所述电力电子系统的导纳矩阵的步骤中，

获取N个子导纳矩阵；其中，所述N个子导纳矩阵与N个电路子模型一一对应；

若所述电力电子系统的电路模型中的开关状态发生变化，则更新所述导纳矩阵中与状态改变的开关对应的参数的步骤中，

若所述子电路模型中的开关状态发生变化，则更新该子电路模型的子导纳矩阵中状态改变的开关对应的参数；

在所述根据更新的导纳矩阵，通过解算所述电力电子系统的电路中的状态参数，对所述电力电子系统进行仿真的步骤中，

根据更新的子导纳矩阵，解算所述电力电子系统的电路模型中的状态参数，对所述电力电子系统进行仿真。

4.根据权利要求3所述的基于FPGA的电力电子仿真方法，其特征在于，相邻两个FPGA模块通过电感耦合链接。

5.根据权利要求4所述的基于FPGA的电力电子仿真方法，其特征在于，在联立所述电路模型中每个节点的电压电流方程得到所述电力电子系统的导纳矩阵的步骤中，

对每相邻两个FPGA模块之间的电感进行离散化处理。

6.一种基于现场可编程门阵列FPGA的电力电子仿真系统，应用于电力电子系统仿真，其特征在于，包含：上位机与FPGA模块；

所述上位机与所述FPGA模块连接；

所述FPGA模块包含解算子模块与判断子模块；

7.根据权利要求6所述的基于FPGA的电力电子仿真系统，其特征在于，所述基于FPGA的电力电子仿真系统包含N个FPGA模块，其中，相邻两个FPGA模块通过信号级信号耦合链接；所述上位机还包含划分模块；其中，N为大于1的自然数；

所述划分模块，用于将所述电力电子系统的电路模型划分为N个电路子模型，并分别下载到N个FPGA模块中；每个FPGA模块分别包含所述解算子模块与所述判断子模块；

N个解算子模块，用于获取N个子导纳矩阵；其中，所述N个子导纳矩阵与N个电路子模型一一对应；

N个判断子模块，分别用于判断N个对应的所述子电路模型中的开关状态是否发生变化；若是，则更新对应的子导纳矩阵中状态改变的开关对应的参数；

N个解算子模块，还分别用于根据N个更新的子导纳矩阵，解算所述子电路模型中的状态参数，对所述电力电子系统进行仿真。

8.根据权利要求7所述的基于FPGA的电力电子仿真系统，其特征在于，相邻两个FPGA模块通过电感耦合链接。

9.根据权利要求8所述的基于FPGA的电力电子仿真系统，其特征在于，所述FPGA模块还包含离散化处理子模块；

所述离散化处理子模块，用于对每相邻两个FPGA模块之间的电感进行离散化处理。