ENIT 利用实时仿真技术提高可再生能源托管能力

客户

ENIT（突尼斯国立工程学院）是突尼斯能源系统研究与教育的领军机构。其微电网平台通过支持可再生能源并网和电力电子领域的测试、验证与创新，助力突尼斯向智能电网转型。 该平台包括两个15 kVA的微电网（单相和三相各一个）、16 kW的光伏发电容量和7.2 kWh的锂离子储能系统，以及负荷、光伏、电池和电网仿真器。

自 2020 年以来，ENIT 一直与 OPAL-RT 合作，通过快速控制原型设计和 CPU-FPGA 协同设计来推动电力系统的创新仿真 。

挑战

随着突尼斯光伏（PV）和电池储能系统的迅速发展，配电 电网面临着新的挑战：

• 基于逆变器的资源（IBR）对电网质量的影响：了解基于逆变器的资源（IBR）对电能质量和稳定性的影响
• 承载能力限制：在现有的配电 网络上提高可再生能源充电桩和电动汽车（EV）充电桩的承载能力。
• 高级控制验证：在真实工况下开发和验证高级控制策略——从LCL谐振到电动汽车负载突增。
• 物理测试的局限性： 仅靠物理测试 会受到成本、复杂性和灵活性方面的限制。ENIT 需要一种可扩展且精确的方法，既能仿真 各种场景，又能加快原型开发进程。

OPAL-RT 解决方案

ENIT将其OPAL-RT公司的实时仿真 平台集成到了其MICROGRID研究设施中：

• 硬件：OPAL-RT 实时仿真器作为核心平台，支持 FPGA-CPU 协同仿真 ，从而实现高保真度和低延迟。
• 软件：eHS（基于FPGA的电力电子工具箱）和ARTEMiS （高级实时机电仿真器）工具链可提供电力电子和电网动态的详细开关级仿真 。
• 测试模式：在单一统一的环境中支持实时仿真 、HIL、C-HIL、SIL和PHIL测试。
• 集成：与包括 Imperix、Cinergia 和 TeknoCEA换流器 在内的物理设备无缝集成，以支持混合测试配置。

成果

ENIT 在多个应用场景中取得了具有重大影响的研究成果：

• 自适应逆变器控制：开发了自适应虚拟阻抗控制技术，用于抑制LCL滤波器谐振，从而提高电能质量和系统稳定性。
• 面向产消者的数字孪生：创建了一个基于SIL的数字孪生模型，用于模拟由光伏供电的产消者微电网，从而能够快速验证控制策略。
• 通过“电动弹簧”实现电压稳定：对“电动弹簧”（ES）装置进行了建模和验证，该装置可在电网条件变化时稳定电压，从而增强需求侧管理。
• 电动汽车充电器 Co-仿真 ：模拟了一款带功率因数校正功能的 3.7 kW 车载电动汽车充电器，确保在可变负载条件下能够准确再现瞬态响应。

支持的主要研究项目：

• PV-NeTE：一个基于PHIL的平台，用于探索新的光伏技术
• IRoN：关于屋顶光伏并网及其对电网影响的研究
• N-TeQ：动态电能质量微电网策略的开发

展望未来：ENIT计划将Imperix 20 kVA换流器 与OP4512集成，用于开展高级PHIL实验，并在Pla-NeTE平台内实时测试BESS、PQID和PV仿真器。

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