HIL-Echtzeitsimulation von Mikronetzen

MICRO

GRID

Erprobung des kleinen Übertragungsnetzes der Zukunft

In den heutigen Übertragungsnetzen entwickeln sich alternative Energiequellen wie Wind, Sonne oder Pumpspeicherkraftwerke rasant zu einem echten Ersatz für herkömmlichere Stromproduktionsverfahren. Diese Innovationen haben vollkommen autonom operierende Inselnetze zu einer realistischen Möglichkeit werden lassen und die Beliebtheit von Mikronetzen, also kleinen, vom Hauptstromnetz unabhängigen Übertragungsnetzen erhöht.

Da die Volatilität des Wetters und andere externe Faktoren nicht vorhersagbar sind, gelten erneuerbare Energiequellen in Mikronetzen oft als sehr variabel und abhängig von komplexen und verlässlichen Netzleitsystemen zur Regelung des Stromflusses sowie der Qualität von Energie, Spannung und Frequenz. Je komplexer die Systeme werden, desto mehr Tests mit immer noch zunehmender Präzision sind erforderlich. Eine digitale Echtzeitsimulation ermöglicht Forschern die risikofreie Untersuchung unterschiedlicher Szenarien unter nahezu realistischen Bedingungen vor dem eigentlichen Einsatz im Feld.

Präzise Echtzeit-HIL-Simulation von Mikronetzen

OPAL-RTs hochmodernen Echtzeitsimulationsplattformen sind für spezielle Anwendungen wie die schnelle oder Echtzeitberechnung von Mikronetzmodellen vorgesehen und bieten:

    • Schnelle, präzise und zuverlässige Untersuchung des installierten Mikronetzes.


    • Simulationsumgebung auf Basis von MathWorks Simscape Power Systems™ (früher SimPowerSystems™)


    • Ein unter dem Namen ARTEMiS bekanntes Paket aus Solvern mit festem Zeitschritt und Algorithmen zur Optimierung SPS-basierter Modelle elektromagnetischer Transienten (EMT) für eine zuverlässige und leistungsfähige Echtzeitsimulation
    • ARTEMiS-SSN ist der einzige speziell für Mikronetze auf Verteilebene entwickelte Solver, der eine auf mehreren Prozessoren ablaufende Simulation ohne künstlich herbeigeführte Verzögerungen ermöglicht.


    • Zeitschritte von weniger als einer Mikrosekunde für die Simulation in der Leistungselektronik mit eHS



Flexibilität zur Erfüllung aller Anforderungen an die Echtzeitsimulation von Mikronetzen

Die Simulatoren von OPAL-RT sind nicht nur schnell und  zuverlässig, sondern auch flexibel genug für die Erprobung verschiedener Mikronetzanwendungen von hochauflösender und detaillierter Leistungselektronik bis hin zu Untersuchungen der Weitbereichsstabilität. Eine HIL-Anwendung ist für mehrere Projekte wiederverwendbar ohne den Zukauf von weiteren Geräten oder neuen Funktionen.Die Simulatoren von OPAL-RT passen sich zudem an technologische Entwicklungen an und sind für Zertifizierungszwecke, aber auch von Universitäten und Forschungseinrichtungen für die vertiefende Erforschung von Mikronetzen einsetzbar.

Erprobung von Mikronetzreglern mit Hardware-in-the-Loop

In diesem Webinar lernen Sie die Funktionen der Mikronetzregelung, ihre Architektur sowie die unterschiedlichen Prüfaufbauten kennen. Es werden die neuen Forschungsmöglichkeiten mit der Mikronetzregelung von SEL vorgestellt, die frühere, aktuelle und künftige Mikronetzforschung unter HIL-Beteiligung diskutiert und der Prüfaufbau sowie die Ergebnisse der Regelungs- und Leistungs-HIL von Borrego Springs gezeigt.







Webinar und Demo zu Mikronetzanwendungen

Sehen Sie sich unser gesamtes Webinar zu Mikronetzanwendungen an oder wählen Sie einen der 3 Abschnitte:

Einführung in die Mikronetzthematik einschließlich Herausforderungen und Anwendungen.

Demo eines simulierten Mikronetzes im Betrieb durch einen unserer Experten.

Beispiel einer HIL-Demoplattform für Mikronetzregelungen vom Lincoln Laboratory am Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Mikronetzkonfigurationen

Die Lösungen von OPAL-RT ermöglichen die PC-gestützte Simulation des Mikronetzes in vielen verschiedenen Konfigurationen mit Simscape Power Systems und RT-LAB. Weitere Systeme wie eFPGASIM für die Leistungselektronik (einschließlich eHS) oder ePHASORSIM für detaillierte Mikronetze mit zahlreichen Komponenten können in bestimmten Anwendungen eingesetzt werden.

Ausstattung aller Simulatoren von OPAL-RT:

    • 4 bis 72 Prozessorkerne


    • Ein oder mehrere FPGAs


    • Mehrere konfigurierbare Analog- und Digital-I/Os


    • Mehrere Kommunikationsprotokolle



Für die Echtzeitsimulation von Mikronetzen sind vier Konfigurationen verfügbar:

Empfohlene Echtzeitsimulationssysteme von OPAL-RT

Die bevorzugte Lösung eMEGASIM bietet flexible und kostengünstige Lösungen für Echtzeitanwendungen im Mikronetz, gleich ob der Forschungsschwerpunkt in der Leistungselektronik und/oder den Stromnetzen liegt.

Als branchenweit leistungsstärkste und intuitive Echtzeitlösung auf FPGA-Basis vereint eFPGASIM die Leistung zuverlässiger digitaler Simulatoren mit der in der schnell schaltenden Leistungselektronik benötigten sehr geringen Latenz.

Die unter ePHASORSIM durchgeführte Echtzeitsimulation liegt im Bereich der Raumzeigerdarstellung. Sie kann zur Untersuchung von Mikronetzen mit einer großen Anzahl an Komponenten wie Ladegeräte von Elektrofahrzeugen oder PV-Zellen auf dem Dach verwendet werden.


Erfolgsgeschichten von Kunden

Trondheim uses an OPAL-RT simulator for feasibility studies of an offshore wind park.

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MIT is involved in the development of a real-time hardware-in-the-loop power systems simulation platform to evaluate commercial microgrid controllers using eMEGASIM.

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Read on ENEL and the department of distribution grid renewable integration and protection studies are conducted using a digital real-time simulator (DRTS)

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Zugehörige Quellen