一、平台概述
RTSimPlus-MultiCore 是 Links-RT 实时仿真软件面向大规模电力电子模型的多核并行解算组件,其核心功能是在每一个仿真步长内,调度多个仿真进程独立完成各自模型的解算,使可支配算力随核心数量扩展,从而承载更大规模的电力电子拓扑,或在同等规模下争取更小的仿真步长。
多个任务 工程内任务划分,按拓扑与子系统边界拆分 | 独立进程 核级部署隔离,任务之间互不抢占 | 分速率求解 任务周期独立配置,高低速模块各取所需 | 可视化监控 核心占用与运算耗时可见,支撑核资源再分配 |
二、系统架构
MultiCore 运行在实时仿真机侧,承担整个仿真工程的计算负载。上位机 RTSimPlus 负责模型解析、任务划分与核映射配置,配置经千兆以太网下发至下位机;下位机按配置将各任务以独立仿真进程部署到指定 CPU 核心,在每个仿真步长内并行完成解算,运行状态与负载数据回传至上位机显示。与外部设备之间的信号交互由 AI / AO / DIO 板卡经光纤接口完成。
三、关键能力
01多任务划分 单个仿真工程支持添加多个仿真模型任务,可按拓扑单元或物理子系统的自然边界划分,也可按可用核心数量拆分。 | 02核级部署 任务可部署到一个或多个指定 CPU 核心运行,各仿真进程独立、互不抢占,单个任务的时序不受其他任务加载变化影响。 |
03分速率求解 支持为每个任务单独设置运行周期,让时间尺度差异悬殊的模块以各自所需速率解算,而非全体迁就最快的模块,避免算力消耗在不必要的重算上。 | 04高低速资源分配 支持按模块的时间尺度配置 CPU 运行资源,将核资源集中投向对步长敏感的环节,避免低速模型挤占高速模型的步长预算。 |
05多源异构模型加载 支持在同一工程内加载不同建模环境产出的模型任务,由统一调度器同步控制启停与节拍对齐。 | 06核心占用可视化图形化显示 各 CPU 核心的任务占用状态、资源使用率与单步运算耗时,便于快速定位过载核心。 |
五、任务与资源映射
下表给出按时间尺度划分任务、并为各类任务分配 CPU 运行资源的一般依据。实际核数以仿真机配置为准,划分粒度可根据模型规模调整。
| CPU 任务层级 | 任务划分单元 | 运行周期 | 核资源分配 |
|---|---|---|---|
| CPU 高速任务 | 调制与采样环节、控制器接口模型 | 相对最小,按接口时序确定 | 优先分配独立核,进程独占 |
| CPU 中速任务 | 电网、滤波与负载模型,多变流器并联时可逐台拆分 | 按系统电气时间常数设定 | 单核或多核,取决于模型规模 |
| CPU 低速任务 | 机械运动、热过程与控制外环模型 | 按物理过程时间常数设定 | 可与中速任务合并至同一核 |
六、典型应用场景
| 多电平与级联型拓扑仿真 | 多变流器并联系统 | 风–光–储场站集中仿真 |
| 电气–机械–热跨域联合仿真 | 单台架多对象模型并行运行 | 大电网与微电网接入 |