电力转换与 HIL仿真器：GE Vernova 如何确保德国列车准时运行

该公司

GE Vernova Power Conversion 是通用电气更广泛的能源组合的一个部门，为改造全球能源基础设施提供先进的电气技术和数字解决方案。其柏林团队专注于工业和交通环境中使用的电力转换系统，如高速铁路、微电网和电力关键设施，支持客户向去碳化、电气化和能源弹性转型。

挑战

GE Vernova 的柏林团队拥有 20 多个活跃的测试台 和各种定制开发的控制器，面临着简化验证、支持和合规流程的压力。传统的测试设置需要大量硬件，灵活性差，尤其是在以下方面：

• 诊断在最终工厂验收测试 (FAT) 或试运行期间发现的罕见异常。
• 管理并网铁路基础设施中的电磁干扰 (EMC) 问题。
• 在地理位置分散的客户系统中复制现场故障。
• 验证已认证控制器的更改或升级，而无需启动漫长的重新认证周期。

工程师需要快速隔离、仿真和解决问题--有时需要在 10 天的周转时间内完成，以满足紧迫的交付计划。

OPAL-RT 解决方案

为了应对这些挑战，GE Vernova 采用了 OPAL-RT 的实时硬件在环（HIL）仿真 平台，实现了可扩展、可重复和高效的数字测试。该解决方案的核心是

• RT-LAB：OPAL-RT 用于多控制器架构的实时仿真 环境。
• eHS（基于 FPGA 的电气硬件求解器）：用于高保真地仿真 MV7308换流器 。
• 200kHz 采样率、集成低通滤波器和有效值计算器：对于分析电磁兼容行为和实际信号交互至关重要。
• 数字孪生建模：用于实时复制复杂系统，包括电力电子设备、控制器和电网干扰。

通过构建控制器在环（CIL）测试环境，团队可以仿真 故障、功率损耗、异常电网市场活动等，并对结果的准确性充满信心。

结果

GE Vernova 从 OPAL-RT 的部署中立即看到了可衡量的效益：

• 更快解决问题：以前需要 6 个月或更长时间才能诊断和解决的硬件问题，现在使用 HIL 只需不到 10 天的时间。
• 简化回归测试：每一次代码或配置更新都可以根据之前发现的故障进行测试，从而大大加快开发速度。
• 改进认证工作流程：团队可以在不拆除已认证设置的情况下验证修复程序，从而降低风险并节约成本。
• 团队采用率高：随着基于 HIL 的新测试案例积压越来越多，工程师们越来越多地将模拟器用于研发、客户支持和产品测试。
• 增强的技术支持：在需要时，OPAL-RT 响应迅速的工程团队可帮助加快建模和配置，确保项目的连续性。

实时 HIL 仿真器现已成为 GE Vernova 柏林实验室的核心资产，为其提供稳健、高效和清洁的电力转换系统提供支持。

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