Automatisation des tests HIL pour les convertisseurs modulaires multiniveaux : comment Siemens Energie a rationalisé la validation des commandes

L'entreprise

Siemens Énergie - Grid Solutions, une unité d'affaires de Siemens AG, est un chef de file mondial dans la fourniture de systèmes FACTS (Flexible AC Transmission Systems) et HVDC (High-Voltage Direct Current) avancés. Ces technologies sont essentielles pour intégrer les Énergie renouvelables dans les réseaux électriques et assurer la stabilité, la flexibilité et l'efficacité de la transmission d'énergie à l'échelle mondiale.

Axée sur l'innovation, Siemens Énergie est à l'avant-garde du développement et de la validation des convertisseurs multiniveaux modulaires (MMC), qui permettent le transfert fiable de l'énergie à haute tension sur de longues distances et à travers les frontières internationales.

Les défis

Les systèmes FACTS et HVDC jouant un rôle essentiel dans l'infrastructure des réseaux modernes, la qualité des logiciels de contrôle est essentielle. Siemens Énergie avait besoin de :

• Tester le logiciel de contrôle des convertisseurs avec une fiabilité et une cohérence élevées dans le cadre de divers projets de transmission à l'échelle mondiale
• Automatiser les tests HIL des systèmes de contrôle MMC pour accélérer le développement et réduire les erreurs humaines
• Intégrer la simulation HIL dans leur pipeline GitLab CI/CD pour permettre des tests continus.
• Simuler des modèles électriques complexes avec des pas de temps inférieurs à la microseconde, sans connaissances approfondies en matière de FPGA
• Maintenir la flexibilité nécessaire pour prendre en charge de multiples configurations matérielles et des paramètres spécifiques au projet

La validation en temps réel des microprogrammes de contrôle et la détection précoce des problèmes de performance étaient des objectifs clés de leur stratégie.

La solution OPAL-RT

Siemens Énergie s'est associé à OPAL-RT pour développer un banc d'essai HIL automatisé pour la validation des contrôles MMC, en utilisant.. :

• La boîte à outils eHS Power Electronics Toolbox d'OPAL-RT, basée sur un FPGA, permet une exécution sub-microseconde des modèles Simscape Specialized Power Systems sans développement FPGA complexe.
• RT-LAB et son API Python pour automatiser la génération de modèles, les séquences de tests et l'analyse des données.
• Un flux de travail de simulation flexible fonctionnant directement à partir de MATLAB/Simulink, préservant la chaîne d'outils native de Siemens Énergie
• Intégration transparente dans un pipeline GitLab CI/CD, permettant l'exécution de tests à chaque validation de code ou demande de fusion.

Les résultats

• Déploiement rapide d'un banc d'essai HIL entièrement automatisé et intégré au pipeline CI/CD de Siemens Énergie
• Un système de test capable de valider en continu les nouvelles versions de logiciels, de détecter les régressions et de maintenir les performances du système de contrôle dans des scénarios réels.
• Retour d'information immédiat aux développeurs à chaque mise à jour du logiciel de contrôle, ce qui améliore la vitesse de développement et la stabilité du logiciel.
• Intégration simplifiée à l'aide du système d'exploitation Linux et compatibilité avec Docker, ouvrant la voie à des environnements de test évolutifs.
• Contrôle fiable du temps d'exécution entre les cœurs, permettant d'identifier et de corriger rapidement les inefficacités des microprogrammes.
• Amélioration de la validation des systèmes de contrôle MMC pour les variantes et les configurations matérielles propres à chaque projet

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