RT23 | Entwicklung eines µControllers für die Landstromversorgung von Schiffen: Batteriespeicher-Controller CHIL

Die Landstromtechnologie ist eine wesentliche Voraussetzung für die Verringerung der Emissionen des Seeverkehrs in den Häfen, indem saubere Erneuerbare Energien eingesetzt und modernste Kommunikationstechnologien und -standards verwendet werden. Die Umwelt und die menschliche Gesundheit werden durch die gasförmigen Emissionen gefährdet, die durch den Verbrauch fossiler Brennstoffe während der Liegezeit von Schiffen entstehen. Obwohl die Land-zu-Schiff-Versorgung eine erschwingliche, nachhaltige und emissionsfreie Lösung sein kann und bereits in einigen Seehäfen in mehreren Ländern eingeführt wurde, gibt es einige technische und rechtliche Probleme. Diese Forschungsarbeit zielt darauf ab, einige technische Probleme bei der Überwachung, Kontrolle und Steuerung des intelligenten Stromnetzes im Hafengebiet zu lösen, indem ein µController für das intelligente Stromnetz des Vassa-Hafens entwickelt wird, der als Batterie-Energiespeicher-Controller (BESC) dient. Skizzieren Sie den Entwicklungsprozess, beginnend mit der Entwicklung eines vorläufigen Steuerungsalgorithmus in C-Code, abschließend mit dem Design und der Durchführung einer IED (Physical Device Controller), die dem IEC 61850 Standard entspricht. Dieses Steuergerät kann die Energieversorgung effizient aufrechterhalten und Lastspitzen in Hafennetzen abfangen, in denen die Übertragungs- und Verteilungssysteme eine begrenzte Leistungskapazität haben, und zwar so, dass ein Missverhältnis zwischen Stromangebot und Lastnachfrage durch das Laden und Entladen des Batteriespeichersystems ausgeglichen wird. Um die Wirksamkeit des vorgeschlagenen Steuerungsalgorithmus für das Batteriespeichersystem zu testen, wurden außerdem reale Daten des lokalen Verteilernetzbetreibers Vaasan Sähköverkko und des Hafenbetreibers Kvarken Port of Vaasa verwendet. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass das entworfene BESC die Leistung innerhalb des microgrid durch Laden und Entladen der Batteriespeicher ausgleichen kann. Die in diesem Beitrag angewandte Technik ist nützlich, um die Reglerfunktionalität in Echtzeit mit dem Konzept der Simulation-in-Loop (SIL) digitaler Zwillinge zu validieren, was ein praktischer Ansatz ist und eine kostengünstige Möglichkeit zur Beobachtung der Leistung des Reglers bietet.