Protection de l'environnement
Les ingénieurs en protection sont chargés de concevoir, de configurer et de mettre en œuvre des systèmes rapides, sûrs, sélectifs et fiables. Ces systèmes doivent réagir avec précision et cohérence dans des conditions de défaillance, d'où l'importance d'une validation et d'essais approfondis. Cependant, la complexité croissante des composants interconnectés du réseau et l'évolution des architectures ont rendu les tests complets de plus en plus difficiles, ce qui fait du HIL une solution essentielle pour améliorer la couverture des tests et développer des systèmes de protection du réseau plus résistants.
Ils nous font confiance
Défis
Protéger l'imprévisible
Avec l'augmentation de la pénétration des énergies renouvelables, la topologie du réseau est plus dynamique et son taux de court-circuit diminue, ce qui rend la détection des défauts et la coordination des protections plus complexes. Les systèmes de protection traditionnels se heurtent à des réseaux faibles et à des conditions de faible inertie, où les courants de défaut sont moins prévisibles.
Les systèmes de protection de l'intégrité des systèmes (SIPS) doivent désormais fonctionner de manière fiable sur de grands réseaux variables avec des niveaux de défaillance fluctuants et des contraintes de communication en temps réel. Ces défis en constante évolution exigent des environnements de test haute fidélité capables de reproduire le comportement dynamique du réseau et de valider les stratégies de protection dans des conditions d'exploitation réalistes.
Démonstration
Test de relais à ondes progressives avec un simulateur en temps réel basé sur un FPGA
Regardez une démonstration sur l'utilisation d'un simulateur en temps réel pour effectuer des tests de Simulation HIL (HIL) des derniers localisateurs de défauts à ondes progressives. Le modèle d'un réseau électrique comprenant une longue ligne de transmission est exécuté en temps réel sur un FPGA à un pas de temps de plusieurs centaines de nanosecondes. Des signaux analogiques de faible puissance sont échantillonnés à 1 MHz à partir du RTS et injectés dans deux relais SEL-T400L. Différents scénarios de défaillance sont appliqués pour tester les algorithmes de localisation de défaillance TW87.
Avantages
Avantages des tests de Simulation HIL pour les relais de protection
Les tests de Simulation HIL (HIL) révolutionnent la validation et le développement des relais de protection. En simulant les conditions réelles du réseau dans un environnement contrôlé, les tests HIL offrent une précision et une flexibilité inégalées.
Approche traditionnelle des tests de relais
Il s'agit d'une méthode efficace et éprouvée pour les scénarios traditionnels.
Limitations : Boucle ouverte ; V/I et montée en puissance fixes ; pas d'altération/perte de données
Approche de test Simulation HIL par Simulation HIL
Il a fait ses preuves pour les essais de R&D ainsi que pour la validation d'algorithmes de protection nouveaux et plus complexes.
Avantages: Boucle fermée pour prendre en compte l'effet du relais sur le réseau ; simulation EMT détaillée basée sur la topologie ; capacité à tester des schémas complexes avec plusieurs relais physiques et virtuels.
Types de connexion
Configurations HIL OPAL-RT pour la protection des réseaux électriques
Nous proposons une gamme de simulateurs en temps réel, portables et performants, spécialement conçus pour les ingénieurs en protection. L'environnement de simulation de l'entreprise est capable de fournir des scénarios de tests fonctionnels de base ou basés sur des modèles vastes et complexes, tout en prenant simultanément en charge un ensemble d'entrées et de sorties pour une connectivité sans compromis. Les types de connexion pris en charge par OPAL-RT sont prêts pour l'avenir, offrant des systèmes capables d'émuler de nombreux IED avec les flux GOOSE et Sampled Values de la CEI 61850 ou d'autres protocoles de communication tels que DNP3 et Modbus.
Cas d'utilisation 1
Testez l'équipement de protection via des interfaces analogiques et numériques, et utilisez des amplificateurs pour inclure les effets des transformateurs de courant et de tension de l'équipement, ou connectez-vous directement à une interface de bas niveau. Le panneau d'interface haute tension est utilisé pour faire correspondre le bon niveau de tension avec un relais pour les signaux numériques.
Cas d'utilisation 2
Tester l'équipement de protection via l'analogique pour les signaux PT et CT, et utiliser l'amplificateur pour faire correspondre le transformateur de tension et le transformateur de courant. Les informations sur le système sont connectées via IEC61850 GOOSE par l'intermédiaire des éditeurs et des abonnés.
Cas d'utilisation 3
Connecter des systèmes de protection avec IEC61850 Sampled Value et GOOSE via des éditeurs et des abonnés. Utiliser une horloge GPS pour obtenir une synchronisation de simulation et un horodatage de haute précision.
Histoire d'une réussite
Essais de prototypes de pointe de dispositifs PAC pour l'industrie de l'énergie
Découvrez comment Protecta utilise notre simulateur pour effectuer des tests HIL en temps réel des dispositifs de protection et de contrôle. Leur configuration permet une validation précise de fonctions telles que la détection d'appel de courant, la saturation de TC, la suppression d'arc et la logique SIPS dans des conditions de réseau dynamiques, en supportant des séquences de test automatisées et une coordination multi-IED.
Le simulateur en temps réel d'OPAL-RT a révolutionné nos processus de R&D et de test chez Protecta Electronics. Le simulateur permet d'automatiser un grand nombre de tests de manière très simple, de gagner du temps et de garantir la conformité aux normes internationales et aux exigences spécifiques des clients.
Kristóf Hackel
Directeur de la R&D chez Protecta Electronics
Produits
L'essentiel pour les essais de protection
En permettant la validation de scénarios critiques, nous aidons les ingénieurs en protection à anticiper les vulnérabilités et à affiner leurs systèmes avant leur déploiement.
Simulation EMT et test HIL
HYPERSIM
plateforme haute fidélité pour la simulation EMT, les tests SIL et HIL, idéale pour valider le contrôle, la protection, l'intégration au réseau et la stabilité à grande échelle à tous les stades du développement du système électrique.
Simulateur compact de milieu de gamme
OP4610XG
Simulateur compact mais puissant de milieu de gamme offrant une solution tout-en-un qui combine le dernier CPU AMD Ryzen™ 5 à 6 cœurs avec la puissance d'un FPGA AMD Kintex™-7 410T.
FAQ
Trouvez les réponses à vos questions
Comment OPAL-RT aide-t-il les ingénieurs en protection à valider les schémas de relais et de contrôle ?
Nous donnons aux ingénieurs chargés de la protection les moyens de concevoir, configurer et valider des systèmes à l'aide d'Simulation HIL Hardware-in-the-Loop) en temps réel. Notre plateforme fidèlement les conditions dynamiques du réseau, ce qui vous permet de tester la logique de protection, la réponse des relais et la coordination des défauts dans un large éventail de scénarios, avant le déploiement. Cela contribue à réduire les risques, à améliorer la fiabilité et à raccourcir votre cycle de développement.
Pourquoi les tests HIL sont-ils essentiels pour les systèmes de protection modernes ?
À mesure que les systèmes de protection deviennent plus complexes, en particulier avec les réseaux à faible inertie et l'augmentation des énergies renouvelables, les méthodes de test traditionnelles s'avèrent insuffisantes. Nos solutions HIL simulent le comportement du réseau en temps réel, vous permettant de tester la sélectivité, la vitesse et la résilience de votre système face à des défaillances imprévisibles. Vous pouvez même modéliser l'évolution des architectures de réseau et les défaillances de communication dans un environnement contrôlé.
Comment OPAL-RT gère-t-il les applications de protection avancées telles que la localisation des défauts par onde progressante ?
Nous prenons en charge les tests de protection avancés, y compris les relais à ondes progressives, grâce à une simulation ultra-rapide basée sur FPGA. Vous pouvez simuler des lignes de transmission avec une résolution de l'ordre de la nanoseconde et injecter des signaux analogiques haute résolution directement dans les relais de protection. Cela permet une validation précise des algorithmes TW87 et la localisation des défauts dans diverses conditions de réseau et pour différents types de défauts.
Quels protocoles de communication OPAL-RT prend-il en charge pour les tests des systèmes de protection ?
Nos simulateurs sont conçus pour fonctionner de manière transparente avec les protocoles standard de l'industrie. Nous prenons en charge les protocoles IEC 61850-8-1 GOOSE, IEC 61850-9-2 Sampled Values, DNP3 et Modbus. Cela vous permet d'émuler et de tester plusieurs IED, interactions SCADA et schémas de protection, le tout en temps réel, garantissant une compatibilité totale avec automatisation modernes des sous-stations et automatisation .
Quels résultats concrets les clients ont-ils obtenus en utilisant OPAL-RT pour les tests de protection ?
Des clients tels que Protecta ont révolutionné leur R&D grâce à nos simulateurs. Ils ont utilisé notre plateforme automatiser un grand nombre de cas de test, valider des fonctions de protection telles que la saturation CT et la suppression d'arc, et coordonner plusieurs IED dans des environnements de réseau dynamiques. Cela leur a permis de réduire le temps de test, de garantir la conformité et de fournir des systèmes plus fiables à leurs clients.
Mettons-nous au travail
N'hésitez pas à nous contacter pour plus de détails ou pour toute demande de renseignements. Notre équipe locale d'experts se fera un plaisir de répondre rapidement à toutes vos questions.
EXata CPS a été spécialement conçu pour des performances en temps réel afin de permettre des études de cyberattaques sur les réseaux électriques à travers la couche du réseau de communication de n'importe quelle taille et se connectant à n'importe quel nombre d'équipements pour des simulations HIL et PHIL. Il s'agit d'une boîte à outils de simulation à événements discrets qui prend en compte toutes les propriétés physiques inhérentes qui affecteront le comportement du réseau (câblé ou sans fil).