RT23 | Einblicke in die Validierung von Gleichstromsystemen im Labormaßstab mit PHiL und RCP

Ziel des Vortrags ist es, den aktuellen Stand der Umsetzung eines Gleichstromsystems im Labormaßstab an der Ostfalia-Hochschule in Wolfenbüttel, Deutschland, vorzustellen. Es dient der Validierung von Betriebs-, Regelungs- und Schutzprinzipien, insbesondere von HGÜ-Systemen. Das System besteht aus einem MMC-Prüfstand von OPAL-RT, der als Demonstrator für „ hardware “ mit RCP-Fähigkeiten dient, sowie einem linearen Verstärker von Spitzenberger und Spies, der an einen OP5707 angeschlossen ist und als PHiL-Aufbau fungiert. Ein zusätzlicher dreiphasiger PM15-Schaltverstärker wird eingesetzt, um die Konfiguration noch weiter zu verbessern. In der Präsentation werden folgende Themen behandelt: Es wird ein Überblick über die Laborumgebung und ihre Anwendungsbereiche (z. B. Validierung von HVDC im Labormaßstab und MVDC-Validierung, beispielsweise für Schiffe) gegeben. Anschließend wird die Leistungsfähigkeit von MMC-PHiL-Simulationen beschrieben, wobei die Echtzeit-Simulationsleistung von Kategorie 4 MMCs durch einen Vergleich klassischer „ toolboxes “-Verfahren und Solver mit Artemis analysiert wird, was zu der Feststellung führt, dass die Verwendung von Artemis zu einer besseren Rechenleistung führt. Danach wird eine Methode zur Messung und Abschätzung von Verzögerungen des PHiL-Testbetts mit einfachen, aber ausreichenden Aufbauten vorgestellt. Das Testbett lässt sich präzise charakterisieren, einschließlich der Abfolge der Ausführung von Echtzeitsimulation und Kommunikation. Abschließend wird ein Anwendungsbeispiel vorgestellt, in dem der Vorteil des Zugriffs auf den Spannungsausgleichsalgorithmus auf der CPU bei gleichzeitiger Beibehaltung der PWM-Auflösung des FPGA verdeutlicht wird. Dies ist derzeit auf dem MMC-Teststand von OPAL-RT implementiert und wird zur Validierung von Algorithmen zur Kondensatorspannungsschätzung verwendet, die gemeinsam mit dem DLR-Institut für Maritime Energiesysteme entwickelt werden.