Die KTH nutzt OPAL-RT-Simulatoren für bahnbrechende Forschung und Lehre
Königliche Technische Hochschule (KTH)
Akademie, Energie
10. / 19. / 2016
Das Unternehmen
Das Royal Institute of Technology (KTH) errichtet das SmarTS-Lab (Smart Transmission Systems Laboratory), eine Forschungs- und Ausbildungsplattform, die auf der Echtzeit-Simulationstechnologie von OPAL-RT basiert. Das Labor ermöglicht es „ Forscher:innen “ und Studierenden, Smart-Grid-Konzepte, Regelungsstrategien, Schutzsysteme und Kommunikationstechnologien in einer kontrollierten, hochdetaillierten und reproduzierbaren Umgebung zu evaluieren.
Die Simulatortechnologie von OPAL-RT ermöglicht es uns, eine gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsplattform für verschiedene Forschungsbereiche zu entwickeln. Dank der Flexibilität und Offenheit des eMEGAsim-Simulators können die Bereiche EPS und ICS von Anfang an gemeinsam an Smart Grids forschen. Diese gemeinsame Plattform wird es uns ermöglichen, verschiedene Forschungsaspekte zusammenzuführen und als Ganzes zu bewerten.
Dr. Luigi Vanfretti
Königliche Technische Hochschule (KTH)
Die Herausforderungen
- Interdisziplinäre Forschung im Bereich Smart Grids: Die KTH benötigte eine Plattform, die sowohl Forschungs- als auch Lehraktivitäten im Zusammenhang mit Smart Grids, HVAC-Netzwerken und HGÜ- Energiesysteme unterstützen kann.
- Groß angelegte Echtzeitsimulation: Forscher:innen erforderte eine detaillierte Simulation großer Wechsel- und Gleichstromnetze, einschließlich elektromagnetischer Transienten und Netzkomponenten, die auf unterschiedlichen Zeitskalen arbeiten.
- Kommunikation und HIL- Tests: Die Plattform erforderte schnelle Schnittstellen gemäß I/O , eine Regelung im geschlossenen Regelkreis gemäß Tests mit echten Schutz- und Steuerungsgeräten, Unterstützung der Kommunikation nach IEC 61850 sowie Zugriff von mehreren Arbeitsplätzen aus.
Die OPAL-RT-Lösung
- Hochleistungs-Simulationsplattform: Die KTH hat zwei Echtzeit-Supercomputer mit insgesamt 24 CPU-Kernen in Betrieb genommen, die über eine Hochgeschwindigkeitsverbindung für die Echtzeitsimulation im Rahmen des Projekts „ Skalierbar “ miteinander verbunden sind.
- Erweiterte „ Hardware “ und Kommunikation: Die Plattform umfasst mehr als 350 „Fast- I/O “-Kanäle, eine 250-V-Hochspannungsschnittstelle, Unterstützung für die Kommunikation nach IEC 61850, GOOSE- und Sampled-Value-Nachrichten sowie FPGA-Coprozessoren für ultraschnelle Simulationen.
- Offene Forschungsumgebung: RT-LAB bietet Integration mit MATLAB/Simulink, SimPowerSystems, LabVIEW, OPC, openPDC und anderen Tools von Drittanbietern und unterstützt dabei Floating-Lizenzen für mehrere Arbeitsplätze.
Die Ergebnisse
- Beschleunigte Forschung: Der eMEGAsim-Simulator ermöglichte umfangreiche Forschungsaktivitäten, beschleunigte die Entwicklung und unterstützte die Anpassung und Integration mit Drittanbieter- software und hardware.
- Geringere Abhängigkeit von Prototypen: Dank digitaler Echtzeit-Simulationen konnte „ Forscher:innen “ kostspielige und zeitaufwändige physische Prüfstände sowie hardware Prototypen vermeiden.
- Integrierte Forschung und Lehre: Das SmarTS-Lab hat ein Umfeld der Zusammenarbeit geschaffen, das sowohl die Spitzenforschung als auch den Unterricht unterstützt.
- Verbesserte ingenieurwissenschaftliche Ausbildung: Die Plattform trägt dazu bei, Studierende mit analytischen, konstruktiven und umsetzungsbezogenen Fähigkeiten auszustatten, die für zukünftige Smart-Grid-Technologien relevant sind.
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