AIT D-HIL Lab: Ein cyber-physikalisches Framework zur Emulation groß angelegter verteilter Systeme und Smart-Grid-Anwendungen

​RT SpotlightZürich –In diesem Beitrag wird ein cyber-physikalisches Rahmenkonzept zur Untersuchung verteilter Steuerungssysteme im Kontext von Smart-Grid-Anwendungen vorgeschlagen. Derzeit konzentriert sich die Fachliteratur fast ausschließlich auf die theoretischen Aspekte verteilter Intelligenz im Smart Grid, während Ansätze zur „ Tests “ und zur Validierung solcher Systeme entweder fehlen oder in ihrem Umfang sehr begrenzt sind. Bei der Betrachtung dieser Anwendungen müssen drei Aspekte berücksichtigt werden: 1) das physikalische System, 2) die verteilte Rechenplattform und 3) das Kommunikationssystem. In den meisten bisherigen Arbeiten wird entweder das Kommunikationssystem vernachlässigt oder vereinfacht, oder der Aspekt der verteilten Berechnung wird außer Acht gelassen, oder es fehlen beide Elemente. Um all diese Aspekte abzudecken, schlagen wir ein Framework vor, das auf einer Flotte kostengünstiger Einplatinencomputer in Verbindung mit einem Echtzeitsimulator basiert. Darüber hinaus wird der Datenfluss zwischen verschiedenen Reglern mithilfe von Verkehrssteuerung und Netzwerkemulation so gestaltet, dass verschiedene Quality-of-Service-Bedingungen (QoS) nachgebildet werden. Die Vielseitigkeit des vorgeschlagenen Rahmenkonzepts wird anhand einer Fallstudie veranschaulicht, in der sich 27 Regler selbstkoordinieren, um den Algorithmus für den verteilten optimalen Leistungsfluss (OPF) in einem Gleichstromnetz zu lösen. Schlüsselwörter: cyber-physikalische Systeme, Smart Grid, verteilte Regelung und Optimierung.