Echtzeitsimulation von HVDC-Netzen mit mehreren Knotenpunkten und verteilte Co-Simulation
RWTH Aachen
Energie
03. / 06. / 2018
Das Unternehmen
Das Institut für Automatisierung komplexer Energiesysteme e (ACS), das zum E.ON-Energieforschungszentrum an der RWTH Aachen gehört, wird von Professor Antonello Monti geleitet. Das Team konzentriert sich auf die wissenschaftlichen und technologischen Entwicklungen, die für den Übergang zu Stromnetzen der nächsten Generation erforderlich sind, und zwar durch die nahtlose Integration von Leistungselektronik, Regelungstechnik und Kommunikationstechnologie.
Ein intelligentes und „ Flexibel “ Stromnetz muss neue Möglichkeiten zur Steuerung der Stromflüsse auf allen Ebenen ermöglichen, insbesondere auf der Verteilungsebene. Das Team von ACS Forscher:innen konzentriert sich auf die nahtlose Integration der Fortschritte in den Bereichen Leistungselektronik, Regelungstechnik und Kommunikationstechnologie, um diesen Wandel zu ermöglichen.
Institut für die Automatisierung komplexer Systeme ( Energiesysteme , ACS)
RWTH Aachen
Die Herausforderungen
- Übergang zu einem Stromnetz der nächsten Generation: Schaffung der Grundlagen für intelligente, Flexibel Stromnetze, die neue Möglichkeiten zur Steuerung der Stromflüsse auf der Verteilungsebene ermöglichen.
- Simulation von HVDC-Netzen mit mehreren Knotenpunkten: Echtzeitsimulation von HVDC-Netzen mit mehreren Knotenpunkten, die mit Wechselstromnetzen, Generatoren und Windparks verbunden sind.
- Geografisch verteilte Co-Simulation: Synchronisierung von entfernten Echtzeit-Simulatoren an verschiedenen geografischen Standorten – darunter SINTEF (Norwegen) und das Politecnico di Torino (Italien) – über das Internet.
Die OPAL-RT-Lösung
- OP5600 mit eMEGASIM & eFPGASIM: Echtzeit-EMT-Simulation von „ Energiesysteme “ und Leistungselektronik mit Datenerfassung, Visualisierung und Fehleranalyse.
- eHS Nodal Solver auf FPGA: Vom Host-PC aus rekonfigurierbar, ohne dass eine Neukompilierung des FPGAs erforderlich ist; kompatibel mit MATLAB/Simulink/SimPowerSystems, PLECS und PSIM.
- Glasfaserkommunikation: Datenaustausch mit geringer Latenz zwischen OPAL-RT und anderen Plattformen über ein SFP-Modul und die RT-LAB-Daten-Ein-/Ausgänge.
- Internetbasierte Simulation: Vernetzte Remote-Simulatoren bei SINTEF und ACS, die über Simulator-zu-Simulator-Server miteinander verbunden sind und den lokalen sowie den Fern-Datenaustausch steuern.
Die Ergebnisse
- Validierung von Mehrpunkt-HGÜ-Netzen: Erfolgreiche Simulation von Mehrpunkt-HGÜ-Netzen mit Wechselstromnetzen, Generatoren und Windparks in Zeitschritten von 50 µs.
- Internationale Co-Simulationsplattform: Einrichtung einer verteilten Simulationsplattform, die SINTEF (Norwegen) und ACS (Deutschland) über das Internet miteinander verbindet.
- Europäischer Laborverband: Aufbau eines Integrationsrahmens für mehrere Endgeräte in Zusammenarbeit mit dem Politecnico di Torino und der Gemeinsamen Forschungsstelle der Europäischen Kommission über ERIC-LAB.
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