Der Echtzeitsimulator Opal-RT wurde für die hardware von AC-, DC- und hybriden Microgrids verwendet. Der Simulator wird für den Entwurf von Regelungsarchitekturen für das microgrid verwendet. Mit Hilfe von externer Sensor-und Datenfusion werden die elektrischen Größen in die im Simulator laufende Echtzeitsteuerung eingespeist, und basierend auf der Echtzeitsteuerung werden digitale Signale an die externe hardware zur Ansteuerung von leistungselektronischen Geräten gegeben. Der Opal-RT-Simulator bietet die Möglichkeit, Regler für microgrid, microgrid und microgrid zu entwerfen und zu testen.
In AC-Microgrids wird die Primär-, Sekundär- und Tertiärregelung von inverterbasierten Systemen entwickelt und getestet. In einem wechselrichterdominierten microgrid wird eine dezentrale Steuerung und eine vollständig verteilte hierarchische Steuerungsstrategie entwickelt, deren Hauptziele wie folgt zusammengefasst werden: - Entwicklung eines Dämpfungsreglers zur Abschwächung niederfrequenter Schwingungen. - Wiederherstellung der Frequenz auf ihren Nennwert sowie Erreichen der optimalen Wirkleistungsaufteilung unter Verwendung inkrementeller Kosten. - Wiederherstellung der durchschnittlichen Spannung des microgrid bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Blindleistungsaufteilung. Zu diesem Zweck wurde ein experimenteller hardware entwickelt, der drei Wechselrichter, gefolgt von LC-Filtern, Verteilungsleitungen sowie ohmschen und induktiven Lasten berücksichtigt. Mehrere OPAL-RT-Echtzeit-Controller wurden für die Signalerfassung und die Implementierung des vorgeschlagenen verteilten Regelungsschemas verwendet. Die Benutzerschnittstelle und die Interaktion mit dem Echtzeitsimulator wurden über den Host-Computer bereitgestellt. Es wurden TCP/IP-Kommunikationsverbindungen hergestellt. In DC-Microgrids wird eine verteilte Steuerung des Leistungsflusses von zwei DC-Microgrids, die durch eine Verbindungsleitung miteinander verbunden sind, für Microgrids verschiedener Versorgungsunternehmen erreicht. Zu diesem Zweck wird ein verteiltes Kontrollschema zur Regelung des Leistungsflusses zwischen zwei autonomen microgrid vorgestellt. In dieser Arbeit wird ein vereinheitlichendes, hierarchisches Regelungsschema auf der Grundlage verteilter Kommunikation vorgeschlagen, in dem die auf einer Pinning-Regelungsstrategie basierende Steuerung des Leistungsflusses in der Verbindungsleitung mit der verteilten Optimierung und den Regelkreisen zur Regulierung der durchschnittlichen Spannung vereinigt wird. Die verteilte Optimierung nutzt die ökonomische Disposition, um die Betriebskosten der DG zu minimieren, während die Durchschnittsspannungsregelung die Durchschnittsspannung des microgridauf ihren Nennwert reguliert. Durch die Anwendung dieses Ansatzes wird die Verantwortung für die Regelung der Verbindungsleitungen auf wirtschaftliche Weise verteilt, ohne die Spannungsqualität im System zu beeinträchtigen. Die Steuerung in Echtzeit erfolgt über ein Ethernet-basiertes Kommunikationssystem. Das Energiesystem wird im OPAL-RT-Simulator modelliert, während das Kommunikationssystem mit einem TCP/IP-basierten Kommunikationssystem implementiert wird. Im Fall des microgrid sind eine PV-Anlage mit ihrem Aufwärtswandler (BC), ein Batteriespeicher (BES) mit seinem bidirektionalen DC-DC-Wandler (BDC) und ein Dieselgenerator (DG) mit seinem einphasigen PWM-gesteuerten Spannungsquellenwandler an eine gemeinsame Gleichstromverbindung angeschlossen, die eine DC-Last speist. Darüber hinaus ist ein dreiphasiger PWM-gesteuerter Spannungsquellenwechselrichter an den Gleichstromzwischenkreis angeschlossen, um eine dreiphasige/einphasige Wechselstromlast zu speisen. In dieser Arbeit wird ein Leistungsmanagement-Schema (PMS) entwickelt, um die Ungleichgewichte zwischen Last und Quelle zu verwalten und das System unter minimalen und maximalen SoC-Grenzbedingungen zuverlässig zu betreiben. Eine sekundäre optimale Leistungsverteilungssteuerung wird ebenfalls implementiert, um die Lastleistung optimal zwischen DG und BES aufzuteilen.