Hardware-In-the-Loop-Prüfstand für „ Flexibel “-Gleichstromverteilungsnetze unter Verwendung von RT-LAB und eFPGAsim
China Southern Power Grid (CSG)
Energie
09 / 27 / 2016
Das Unternehmen
Das Stromversorgungsamt Shenzhen, das zur China Southern Power Grid (CSG) gehört, arbeitete gemeinsam mit der Tsinghua-Universität und der Zhejiang-Universität an dem Forschungsprojekt „Schlüsseltechnologien für eine intelligente Gleichstromverteilung auf Basis von „ Flexibel “. Im Mittelpunkt des Projekts standen die Verbesserung der Stromqualität, die Integration dezentraler Erzeugungs- und Energiespeichersysteme sowie die Weiterentwicklung von Technologien für eine „ Flexibel “-Gleichstromverteilung.
Die Herausforderungen
- Einschränkungen der Offline-Simulation: Herkömmliche Offline-Simulationstools waren nicht in der Lage, das Verhalten von Schutzsystemen effektiv zu simulieren oder Probleme bei der Implementierung von „ hardware “ zu identifizieren.
- Modellierung komplexer Leistungselektronik: Die Echtzeitsimulation von MMC-Spannungsquellenumrichtern und hochfrequenten Halbleitertransformatoren stellte nach wie vor eine technische Herausforderung dar.
- Anforderungen an die Hochgeschwindigkeitssimulation: Für „ Tests “ waren Simulationsschritte im Submikrosekundenbereich und eine Auflösung der Schaltsignale im Nanosekundenbereich erforderlich.
Die OPAL-RT-Lösung
- FPGA-basierte Echtzeitsimulation: Die eFPGAsim-Plattform und der eHS -Solver von OPAL-RT ermöglichten die Echtzeitsimulation komplexer leistungselektronischer Schaltungen.
- Modellierung von Mehrfrequenzsystemen: eFPGAsim wurde nahtlos in RT-LAB integriert, um die Simulation von Hochgeschwindigkeits-Leistungselektronik mit größeren Stromversorgungssystemmodellen zu kombinieren.
- Hardware-In-the-Loop- Tests: Keliang entwickelte ein Modell für ein Gleichstromverteilungsnetz nach dem Prinzip „ Flexibel “ und führte HIL- Tests en (Hardware-in-the-Loop ) von Steuerungs- und Schutzsystemen unter verschiedenen Fehlerbedingungen durch.
Die Ergebnisse
- Flexibel Validierung des Gleichstromnetzes: Im Rahmen des Projekts wurden die Modellierung der wichtigsten Anlagen sowie die Schutzstrategien der Gleichstromverteilungssysteme von „ Flexibel “ validiert.
- Erste HIL-Plattform in China: Das Stromversorgungsamt von Shenzhen hat Chinas erste HIL-Testplattform auf Basis eines typischen Gleichstromverteilungsnetzes mit vier Anschlüssen ( Flexibel ) errichtet.
- Fortgeschrittene Forschung im Bereich der Gleichstromverteilung: Die Plattform ermöglichte Forschungsarbeiten zu Netzstrukturen, Steuerungs- und Schutzkonzepten, Gleichstromtransformatoren sowie Energiemanagementstrategien.
- Erfolgreicher Projektabschluss: Das Projekt wurde erfolgreich abgeschlossen und von der Abnahmegruppe des chinesischen Ministeriums für Wissenschaft und Technologie abgenommen.
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