7 types essentiels de ressources basées sur des onduleurs pour une simulation précise du réseau électrique

On peut presque sentir le réseau respirer lorsqu'un nouvel onduleur se synchronise parfaitement dès le premier essai. Les ingénieurs des services publics, les directeurs des laboratoires d'essai et les équipes de contrôle des équipementiers partagent ce moment de soulagement, surtout lorsque la validation a eu lieu des mois plus tôt sur un simulateur haute fidélité au lieu d'une ligne d'alimentation en direct. La simulation en temps réel est désormais au cœur de l'intégration sûre des énergies renouvelables, et la compréhension des types de ressources basées sur les onduleurs est la première étape vers des modèles fiables, des cycles d'approbation plus rapides et des déploiements en toute confiance.

"Les plates-formes EMT en temps réel raccourcissent les cycles d'analyse et détectent les bogues de contrôle que les outils RMS hors ligne ne détectent pas.

Comprendre les ressources basées sur les onduleurs dans la simulation du réseau électrique

Lesconvertisseurs électroniques de puissance ont remplacé les machines tournantes en tant qu'interface principale entre la production d'énergie renouvelable et le réseau électrique. Chaque topologie de convertisseur reflète une philosophie de contrôle unique, une fonction de soutien au réseau et une réponse aux pannes. La classification de ces actifs permet d'affiner la sélection des modèles, la stratégie de validation et les mesures de performance. La mise en évidence des principaux types de ressources à base d'onduleurs guide également les ingénieurs HIL (Hardware-in-the-Loop) vers les cibles FPGA, les solveurs de réseau et les paramètres de protection appropriés.

7 Types de ressources basées sur des onduleurs utilisés dans la simulation de réseau

1. Onduleurs solaires PV à suivi de réseau

Ces unités se verrouillent sur la tension du réseau et injectent du courant en phase avec la forme d'onde existante. Le réglage de la boucle à verrouillage de phase (PLL) dicte le comportement de la traversée, tandis que les contrôleurs externes façonnent la puissance active et réactive. Les études en temps réel se concentrent sur la traversée des basses tensions, l'interaction harmonique et le rétablissement retardé de la tension en cas de défaillance. Les ingénieurs combinent souvent les courbes d'efficacité des onduleurs solaires photovoltaïques avec les profils d'irradiation pour tester le rendement Énergie annuel dans le cadre d'un contrôle de suivi du réseau.

2. Onduleurs solaires photovoltaïques en réseau

Les onduleurs deformation de réseau établissent des références de tension et de fréquence au lieu de les rechercher. Des algorithmes de machine synchrone virtuelle (VSM) ou de statisme régissent ces références, offrant une inertie synthétique et un soutien rapide de la fréquence en cas de perturbations. La simulation capture les performances transitoires du dispositif contre les courants de défaut, les séquences de démarrage à froid et la logique de partage de l'énergie. Les modélisateurs doivent équilibrer la régulation du courant interne avec les contraintes extérieures de Énergieafin de minimiser le stress de la batterie.

3. Configurations de l'onduleur central pour les systèmes photovoltaïques à l'échelle des services publics

Un onduleur central regroupe plusieurs chaînes de courant continu avant d'assurer l'interface avec le bus moyenne tension. Les puissances apparentes élevées simplifient les études d'interconnexion, mais les longues lignes de courant continu posent des problèmes de détection des défauts. Les modèles EMT évaluent le dépassement de commutation et l'appel de courant du transformateur, tandis que les planificateurs de systèmes examinent la coordination des échangeurs de prises. Les testeurs HIL ajustent régulièrement les scripts de test des onduleurs solaires photovoltaïques pour émuler des défauts asymétriques sur chaque branche de phase.

4. Onduleurs de branche pour la modélisation de l'énergie solaire distribuée

Les onduleurs de branche se fixent directement sur les panneaux solaires de toit ou communautaires, offrant un suivi granulaire du point de puissance maximale (MPPT). Leur densité numérique crée des effets harmoniques agrégés qui diffèrent de ceux d'une seule grande unité. Les campagnes de simulation utilisent des schémas de Monte Carlo pour capturer l'augmentation statistique de la tension sur les lignes d'alimentation. Les courbes d'efficacité, le contrôle de la charge partielle et les blocs d'onduleurs solaires PV de Simulink facilitent les études de capacité d'hébergement au niveau du parc.

5. Convertisseurs multiniveaux modulaires dans les applications éoliennes

Un convertisseur modulaire multiniveau (MMC) empile des sous-modules pour un contrôle flexible de la tension et du courant, ce qui le rend idéal pour les liaisons offshore à haute capacité. Une commutation détaillée au niveau de l'EMT est nécessaire pour évaluer l'équilibrage des condensateurs des sous-modules et la tension en mode commun. Le contrôleur de courant circulant du convertisseur, souvent codé en C ou en texte structuré, se branche directement sur l'interface Blackbox d'OPAL-RT pour des tests HIL sécurisés.

6. Convertisseurs pour éoliennes à générateur à induction doublement alimenté (DFIG)

Les turbines DFIG utilisent des convertisseurs dos à dos à échelle partielle sur le circuit du rotor. Cette disposition minimise le coût des semi-conducteurs mais réduit les marges de protection contre les chutes de tension. Ces modèles examinent les déclenchements du pied-de-biche, la traversée du convertisseur et les points de consigne de la commande du convertisseur de l'éolienne. Les ingénieurs intègrent également les données de torsion de la boîte de vitesses pour anticiper les oscillations sous-synchrones.

7. Systèmes éoliens basés sur des convertisseurs à pleine échelle

Des générateurs à aimant permanent associés à des convertisseurs à échelle réelle isolent totalement la machine électrique des défaillances du réseau. Le convertisseur gère la tension, la fréquence et la puissance réactive sur toute la plage de vitesse, en prenant en charge la réponse inertielle et les modes de formation du réseau. La simulation met en évidence les pertes de commutation, le contrôle prédictif du courant et les limites du courant de défaut. Des cartes précises de l'efficacité des convertisseurs d'éoliennes aident les planificateurs à estimer les coûts du cycle de vie et les budgets de soutien réactif.

Le rôle des tests des onduleurs solaires et éoliens dans la précision des modèles

Les résultats de laboratoire perdent de leur valeur lorsque le modèle sous-jacent ne tient pas compte des délais de déclenchement, de la latence des capteurs ou du déclassement thermique. Les tests des onduleurs solaires photovoltaïques valident les ensembles de paramètres par rapport aux formes d'ondes matérielles, tandis qu'un test final des onduleurs solaires photovoltaïques confirme les mises à jour des microprogrammes avant le déploiement sur le terrain. Pour les installations éoliennes, l'évaluation de la commande du convertisseur de l'éolienne exige une visibilité à la milliseconde du flux du rotor et de l'interaction du système de tangage. Les plateformes EMT en temps réel raccourcissent les cycles d'analyse et détectent les bogues de contrôle que les outils RMS hors ligne ne détectent pas.

Comment Simulink et les mesures d'efficacité soutiennent la validation des onduleurs

Conception basée sur un modèle avec Simulink

MATLAB/Simulink reste le canevas par défaut pour le développement des commandes. Les ingénieurs font glisser et déposent les pilotes de porte, les blocs PLL et la logique de défaut, puis génèrent automatiquement le code C pour RT-LAB. Ce flux de travail réduit le temps d'intégration et préserve les conventions de dénomination entre les équipes. Un seul fichier de paramètres peut faire passer le même modèle d'onduleur solaire PV Simulink d'une étude de suivi de réseau à une étude de formation de réseau sans réécriture des équations.

• Importation du modèle : Faites glisser le fichier .slx dans RT-LAB
• Sélection du solveur : Choisir l'étape fixe pour la co-simulation FPGA
• Génération de code : Appuyer sur Construire pour déployer sur le matériel OPAL-RT

Capter l'efficacité des onduleurs solaires photovoltaïques

Des cartes de pertes en temps réel permettent de suivre la conduction, la commutation et la puissance auxiliaire en fonction des niveaux d'irradiation. Une modélisation minutieuse de l'efficacité des onduleurs solaires photovoltaïques permet de prédire la température de jonction, d'informer sur la conception du dissipateur thermique et sur les calendriers de maintenance. Pendant la phase HIL, les tables de recherche sont mises à jour à la volée, fournissant des limites thermiques réalistes pour les fonctions d'anti-îlotage et de facteur de puissance.

Quantifier l'efficacité du convertisseur d'une éolienne

Les charges aéroélastiques et le PWM du convertisseur produisent des contraintes thermiques sur les IGBT. Les mesures d'efficacité des convertisseurs d'éoliennes relient ces contraintes aux points de fonctionnement, révélant des seuils de réduction qui protègent les actifs sans sacrifier les revenus. L'émulation en temps réel des convertisseurs dos à dos sur les plates-formes OPAL-RT prêtes pour la MMC permet de valider ces seuils par rapport aux exigences en matière d'élimination des défauts.

Comment OPAL-RT prend en charge la simulation des ressources basée sur les onduleurs avec une confiance en temps réel

OPAL-RT élimine les conjectures des études de réseau à fort enjeu. L'interface Blackbox exécute les binaires de contrôle OEM sans modification, protégeant ainsi les algorithmes propriétaires tout en exposant chaque variable d'état dont vous avez besoin pour les rapports de conformité. La co-simulation CPU-FPGA exécute les solveurs EMT à des pas de temps de l'ordre de la microseconde, de sorte que les convertisseurs solaires et éoliens réagissent exactement comme le matériel. Les API ouvertes alignent vos bibliothèques de modèles existantes sur les cibles en temps réel, ce qui réduit les coûts de validation et raccourcit les cycles de révision des interconnexions. Des équipes de service mondiales soutiennent chaque plateforme avec une expertise fondée sur des milliers de projets d'électronique de puissance, vous donnant l'assurance que chaque signal d'enclenchement, transitoire PLL et événement ride-through est reproduit avec précision.

Les ingénieurs et les innovateurs du monde entier se tournent vers la simulation en temps réel pour accélérer le développement, réduire les risques et repousser les limites du possible. Chez OPAL-RT, nous mettons à profit des décennies d'expertise et une passion pour l'innovation afin de proposer les solutions de simulation les plus ouvertes, les plus évolutives et les plus performantes de l'industrie. Des tests en boucle du matériel à la simulation en nuage basée sur l'IA, nos plateformes vous permettent de concevoir, de tester et de valider en toute confiance.