RT21 | Echtzeit-Simulationsaktivitäten und auf Echtzeit basierende HIL-Simulationsmethoden

Teil 1: Der weltweite Übergang Energiesysteme zu einer zu fast 100 % auf erneuerbaren Energien basierenden Stromerzeugung stellt nicht nur hinsichtlich der Regelungsstrategien, sondern auch hinsichtlich der für die Durchführung von HIL-Simulationen erforderlichen Werkzeuge neue Herausforderungen dar. In diesem Zusammenhang könnten herkömmliche Generatoren wie Synchronmaschinen schrittweise durch leistungselektronische Umrichter oder ähnliche Erzeugungseinheiten ersetzt werden. HIL-Simulationsaufbauten großer Netzmodelle mit mehreren schaltenden Wechselrichtern stellen aufgrund der erforderlichen hohen Genauigkeit eine Herausforderung dar. Die Kopplung des leistungselektronischen Bereichs mit dem Netzebene-Bereich ist derzeit das größte zu bewältigende Problem. Dabei werden zwei Ansätze verfolgt: Der erste umfasst die Kopplung des FPGA- und des CPU-Modells, während der zweite die Bibliothek „ ARTEMiS “ nutzt. Teil 2: Nicht-Echtzeit- oder Offline-Simulationsmethoden, die numerische Lösungstechniken für Netz- oder Komponentenmodelle verwenden, stoßen angesichts der hohen Komplexität an ihre Grenzen. Daher können sie sich hinsichtlich der resultierenden Simulationsgenauigkeit oder Rechenzeit als unzureichend erweisen. Echtzeitsimulationsbasierte HIL-Simulations Tests n können diese Probleme überwinden, da physikalisch- hardware e Geräte, einschließlich des gesamten Steuerungssystems, über HIL-Schnittstellen mit dem simulierten Netzwerkmodell verbunden sind. Dies ermöglicht eine natürliche Kopplung, die die Erhaltung der momentanen Leistung durch die Erhaltung der Durchgangs- und Querstromgrößen an den Schnittstellen gewährleistet, wie sie im realen System vorhanden sind.