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为了实现高速电力电子系统的实时仿真，提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的高速可重构实时仿真系统设计方法。本文通过FPGA硬件解算器建立了高速电力电子电路仿真模型。并且应用RT-LAB实时仿真平台以及配套的FPGA开发工具，对光伏逆变器并网系统模型进行实时仿真验证。FPGA硬件仿真器针对高速电力电子系统进行仿真，配合修改该节点分析法[1]以及高速开关器件的普约维奇等效法[2]，为大规模高速高精度实时仿真的提供了可靠的运行环境。同时为了验证系统有效性，本文研究了光伏并网逆变器的工作原理，利用基于FPGA的高速电力电子仿真系统搭建了光伏逆变器测试系统。本文通过光伏并网逆变器为例建立了基于FPGA的实时仿真系统，包括电网模型、高速boost升压电路、高速逆变器以及并网升压变压器模型。仿真结果验证了FPGA高速硬件仿真系统在光伏入网系统实时仿真中的有效性及准确性。

伴随着新能源汽车的普及，电动车入网技术（V2G技术）的关注度不断提高。如何对于电动汽车入网的特点进行仿真研究，如何在前期对控制策略进行实时测试，是亟待解决的关键问题。本文针对AC/DC结合DC/DC结构的充放电控制器，提出一种充放电控制策略。并设计完整的实时硬件在环仿真平台对充放电控制器进行开发测试。该平台包括电网到电池的仿真模型，可模拟整个V2G的充放电过程。此外该模型还能够模拟电网故障、电池故障。以测试控制器的故障处理能力。该平台具有通用性，为V2G控制器开发测试提供便利。

在电力系统中，为保证供电的可靠性及稳定性，一般会采用经断路器隔离的分段母线供电方式，通常采用两条母线各配置一套SVG的结构方案来补偿母线无功。当母联合闸时，两套SVG同时运行会出现互补震荡的问题，导致系统不稳定。针对上述运行工况，提出双SVG主从控制共同补偿母线无功的控制方案，即两套SVG控制器通过光纤直连的方式并联对同一母线进行补偿。文章详细分析了主从控制的运行原理，对SVG的响应速度和补偿效果进行了详细的分析，通过纯数字模型及RTLAB硬件在环仿真平台，分析控制策略的正确性及可行性。结果表明：两套控制器主从并列运行的方式，既可以增大SVG的补偿容量，又能保证其响应速度在控制在30ms以内，能够很好的解决单套SVG容量不足及同时互补震荡的问题，具有较强的使用价值。

随着大量非线性负载在电网中的使用，电网中引来大量谐波，目前APF是抑制谐波相应速度最快的一种方法。本文介绍了双闭环控制的有源电力滤波器(active power filter, APF)的控制原理，用三相三线制并联型APF为研究对象，利用瞬时无功功率理论对谐波分量进行检测，然后以三角波比较的方式和滞环比较的方式进行调制，采用MATLAB搭建模型进行仿真。结果证明了双闭环控制策略能够很好的对电网上的谐波电流进行补偿，并有精度高、实时性快及稳定性好的特点，同时对两种调制方式的优缺点进行比较。仿真过程和结果为APF控制设计提供参考和依据。

依据三级同步发电机的数学模型，利用RT-LAB、MATLAB/Simulink和MATLAB/SimPowerSystems提供的模型库对三级无刷同步发电机永磁机、励磁机、主发电机和功率变换器等部分进行建模，其中各电机的参数均由有限元分析得到，以此提高仿真精度。仿真数学模型经仿真平台RT-LAB实时化，配套相应的外围调节电路与真实的发电机控制器连接，构成了三级同步发电机硬件在环仿真系统。最后用同一个发电机调压器分别对虚拟电机和实物电机进行控制，从电能质量的稳态特性以及动态特性等方面进行了对比试验，结果表明该硬件在环仿真系统能够很好的反应实际发电机的运行特性，为控制器开发与测试提供了有力的工具。

本文设计了一套大规模新能源光伏电站电压、无功调节实时仿真系统，实现了光伏电站AVC控制在环仿真。着重介绍了单台光伏电站的建模原理及大规模光伏电站建模的整体结构、AVC系统功能及无功负荷分配策略、光伏电站AVC总体技术方案及控制流程、光伏电站通讯控制器无功电压控制方案、光伏电站CAN通信协议设计等。