Des chercheurs de l'université du Michigan utilisent les simulateurs OPAL-RT pour l'analyse et l'optimisation des systèmes d'alimentation intégrés des navires entièrement électriques
Université du Michigan
Milieu universitaire, Énergie
10 / 09 / 2016
La société
Le département d'architecture navale et de génie maritime de l'université du Michigan a mis au point une installation de simulation en temps réel dédiée à la recherche sur les navires entièrement électriques (AES), avec le soutien de l'Office of Naval Research (ONR) des États-Unis. Cette installation permet l'analyse et l'optimisation des systèmes d'alimentation intégrés (IPS), en mettant l'accent sur la gestion de l'énergie et la reconfiguration dynamique des systèmes pour les applications liées aux navires entièrement électriques.
La mise en place d'un centre de simulation dédié aux systèmes électriques a toujours constitué un défi, compte tenu des coûts impliqués, de la précision de simulation requise et de la nécessité d'une architecture de simulateur flexible. Nous avons choisi d'opter pour un simulateur Opal-RT en raison de ses faibles coûts de maintenance, de ses performances de simulation élevées et de son haut degré de flexibilité, qui découlent de l'utilisation par Opal-RT de la technologie PC standard disponible dans le commerce.
Dr Jing Sun
Université du Michigan
Les défis
- Systèmes d'alimentation intégrés à bord des navires : les systèmes d'alimentation intégrés des navires entièrement électriques combinent la propulsion, la production d'électricité, le stockage d'Énergie s et les services à bord, ce qui entraîne des exigences complexes en matière de gestion de l'énergie.
- Gestion de l'alimentation en temps réel : Les futurs navires de guerre nécessitent une alimentation électrique continue et une reconfiguration dynamique des systèmes pour faire face aux pannes d'équipements et à l'évolution des conditions d'exploitation.
- Intégration du matériel et de la simulation : les chercheurs devaient relier la simulation en temps réel du réseau électrique au matériel physique et aux systèmes de contrôle à des fins de validation et d'expérimentation.
La solution OPAL-RT
- plateforme de simulation en temps réel : Une plateforme de simulation en temps réel sur PC a été développée à l'aide de la technologie OPAL-RT afin de faciliter l'analyse et l'optimisation du système d'alimentation intégré des navires entièrement électriques.
- Architecture informatique évolutive : l'plateforme eMEGAsim utilise 8 processeurs Intel répartis sur 4 cibles reliées par des liaisons de communication à 10 Gb/s afin de prendre en charge des simulations en temps réel à grande échelle.
- HIL et prototypage rapide : ARTEMIS les outils logiciels HIL et RT-Events ont permis de réaliser des tests « Simulation HIL », un prototypage rapide des commandes et une précision d'E/S supérieure à 1 μs.
Les résultats
- Simulations AES validées : des essais préliminaires ont permis de vérifier la capacité du simulateur à réaliser des simulations d'émulation de défaillances, de reconfiguration des chemins de flux de puissance et de gestion de l'Énergie .
- Développement HIL et de systèmes de commande : L'plateforme prend en charge la simulation « Simulation HIL » ainsi que le prototypage rapide de systèmes de commande à l'aide de différentes configurations matérielles d'E/S.
- Renforcement des capacités de recherche : le centre de simulation est devenu un outil de recherche essentiel pour les systèmes de propulsion hybrides et les applications liées aux navires entièrement électriques.
- Banc d'essai pour système d'alimentation hybride : Le système a été intégré à des alimentations électriques programmables, des charges électriques programmables, des batteries de stockage « Énergie » et des composants électroniques de puissance afin de constituer un banc d'essai pour système d'alimentation hybride.
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