Conversion d'énergie et simulateurs HIL : comment GE Vernova assure la ponctualité des trains allemands

L'entreprise

GE Vernova Power Conversion, une division du portefeuille Énergie plus large de GE, fournit des technologies électriques avancées et des solutions numériques pour transformer l'infrastructure Énergie mondiale. L'équipe basée à Berlin se concentre sur les systèmes de conversion d'énergie utilisés dans les environnements industriels et de transport, tels que les trains à grande vitesse, les micro-réseaux et les installations critiques en matière d'énergie, afin de soutenir les clients dans leur transition vers la décarbonisation, l'électrification et la résilience Énergie .

Les défis

Avec plus de 20 bancs d'essai actifs et une large gamme de contrôleurs développés sur mesure, l'équipe berlinoise de GE Vernova a dû faire face à une pression croissante pour rationaliser les processus de validation, d'assistance et de conformité. Les configurations de test traditionnelles étaient gourmandes en matériel et peu flexibles, en particulier pour :

• Diagnostiquer les anomalies rares détectées lors des essais de réception en usine (FAT) ou de la mise en service.
• Gestion des interférences électromagnétiques (CEM) dans les infrastructures ferroviaires connectées au réseau.
• Reproduire les défaillances sur le terrain dans les systèmes des clients dispersés géographiquement.
• Valider les modifications ou les mises à niveau des contrôleurs certifiés sans déclencher de longs cycles de recertification.

Les ingénieurs devaient isoler, simuler et résoudre les problèmes rapidement - parfois dans un délai de 10 jours - afin de respecter les délais de livraison serrés.

La solution OPAL-RT

Pour relever ces défis, GE Vernova a mis en œuvre la plateforme simulation Simulation HIL (HIL) en temps réel d'OPAL-RT, permettant des tests numériques évolutifs, répétables et efficaces. La solution était centrée sur :

• RT-LAB : l'environnement de simulation en temps réel d'OPAL-RT pour les architectures multi-contrôleurs.
• eHS (résolveur de matériel électrique basé sur un FPGA) : Utilisé pour simuler les convertisseurs MV7308 avec une grande fidélité.
• Taux d'échantillonnage de 200 kHz, filtres passe-bas intégrés et calculateurs RMS : Indispensables pour analyser le comportement de la CEM et les interactions des signaux dans le monde réel.
• Modélisation de jumeaux numériques : Pour la reproduction en temps réel de systèmes complexes, y compris l'électronique de puissance, les contrôleurs et les perturbations du réseau.

En créant des environnements de test du contrôleur dans la boucle (CIL), l'équipe a pu simuler des pannes, des pertes d'énergie, des événements anormaux sur le réseau, et plus encore, avec une confiance totale dans la précision des résultats.

Les résultats

GE Vernova a constaté des avantages immédiats et mesurables grâce au déploiement d'OPAL-RT :

• Résolution plus rapide des problèmes : Ce qui prenait auparavant six mois ou plus pour diagnostiquer et résoudre un problème matériel prend maintenant moins de 10 jours avec HIL.
• Rationalisation des tests de régression : Chaque mise à jour du code ou de la configuration peut être testée par rapport aux erreurs précédemment identifiées, ce qui accélère considérablement le développement.
• Amélioration du processus de certification : Les équipes peuvent valider les correctifs sans démonter les installations certifiées, ce qui réduit les risques et les coûts.
• Un taux d'adoption élevé dans toutes les équipes : Avec un carnet de commandes de plus en plus important de nouveaux cas de test HIL, les ingénieurs ont de plus en plus utilisé le simulateur pour la R&D, le support client et les tests de produits.
• Support technique amélioré : En cas de besoin, l'équipe d'ingénieurs d'OPAL-RT a permis d'accélérer la modélisation et la configuration, assurant ainsi la continuité du projet.

Le simulateur HIL en temps réel est désormais un élément central du laboratoire berlinois de GE Vernova, dont la mission est de fournir des systèmes de conversion d'énergie robustes, efficaces et propres.

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