为了维护电力系统的正常运行,需要用到电磁暂态仿真系统对电网中的节点进行实时监测。电磁暂态仿真系统的实现方式主要分为软件语言实现的软件仿真系统和基于硬件描述语言在FPGA(Field Programmable Gate Array)上实现的硬件仿真系统。软件仿真灵活性高,开发周期短,调试方便,但是其仿真步长大,往往达不到实时性要求;基于硬件描述语言在FPGA上实现的硬件仿真系统能实现小步长的仿真,支持的电网规模更大,但是其时序优化复杂,灵活性差,开发效率低下。由此本文提出一种基于高层次综合工具HLS(High-Level Synthesis)设计实现的电磁暂态仿真系统,其既兼顾了软件仿真的灵活性,又能在FPGA上实现实时的小步长仿真。并结合节点分析法对电力元件进行建模和系统设计。在HLS中进行IP设计时,本文通过采用并行、深度流水线等方法对系统进行时序优化和面积优化,使得系统在仿真步长和资源消耗上取得一个较好的折中。本系统可支持多种电子电力元件的计算,为了保证仿真精度,系统所有模块均采用浮点数计算。本文基于HLS实现了一个完整的电磁暂态仿真系统,可有效应对电磁暂态仿真问题灵活性要求高、步长要求小等特点,且相对于大部分FPGA电磁暂态仿真系统,性能提升约60%,在实现相同规模电网仿真系统的情况下,基于HLS的系统相比于传统手写RTL系统,开发周期大约能缩短一半,二次开发效率也有显著提升。