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变电站实时仿真系统为变电运行工的培训和二次系统的优化设计提供了一种有力的工具。为保证数字化变电站一次系统仿真的正确性和实时性,需要建立一次系统的仿真模型,并在规定的仿真步长内快速完成仿真模型的求解。针对变电站一次系统的主要元件建立相应的数学仿真模型,通过线性元件和非线性元件不同的差分化处理得到节点电压方程。采用极大独立集法有效地提高了仿真模型的求解并行度,而非线性局部迭代法则使得仿真计算量大为减少。根据FPGA高并行度和深度流水线的特点,设计了一种具有多输入多输出的指令流运算器及其对应的数据存储和代