Leistungs Hardware-in-the-Loop für elektrische Systeme: Von Forschungserfahrungen zu Leitlinien für die Industrie Tests

Power- Hardware-In-the-Loop (PHIL) Tests ist ein leistungsstarker Ansatz, der die Flexibilität numerischer Simulationen mit der „ Hochpräzis “ von hardware -Tests kombiniert, um die experimentelle Validierung elektrischer Geräte in einer realitätsnahen Laborumgebung zu ermöglichen. Ermöglicht wird dies durch den Einsatz speziell entwickelter software und hardware , die als Schnittstelle zwischen der modellierten Umgebung und den zu testenden Geräten dienen. Der Einsatz von PHIL für die „ Tests “ und Validierung kann unterstützen die Markteinführungszeit für neuartige Energielösungen erheblich verkürzen, indem sowohl die Anzahl der Iterationen bei Design und Prototypenbau reduziert wird – was wiederum die Entwicklungskosten senkt – als auch der Bedarf an zeitintensiven und kostspieligen Feldtests zu einem späteren Zeitpunkt während der Systemvalidierungsphase verringert wird. Die PHIL-Technologie wird seit über 20 Jahren erforscht, wobei der Schwerpunkt vor allem auf den Schnittstellen zwischen software undhardware sowie auf Herausforderungen hinsichtlich der Systemstabilität liegt. Bislang besteht jedoch noch kein Konsens darüber, wie ein PHIL-System konzipiert, validiert und betrieben werden sollte, um seinen Nutzen zu maximieren. Die vorliegende Arbeit liefert Antworten auf diese Fragen. Ausgehend von den bisherigen Forschungserfahrungen und Anwendungsfällen stellt dieser Beitrag praktische Leitlinien für die PHIL-Modellierung, den Entwurf, die Umsetzung im Labor und die Validierung vor und identifiziert einige noch offene Themen, die angegangen werden müssen, um eine breitere Anwendung von PHIL für die „ Tests “ und die Validierung elektrischer Anlagen in industriellen Umgebungen zu ermöglichen.