OPAL-RT 加速了施耐德电气新一代模块化 UPS 的开发

公司

施耐德电气是能源管理和自动化领域的全球领导者。 其位于上海的UPS团队研发了Galaxy PX——一款三相模块化不间断电源，为中小型数据中心及业务关键型应用提供可靠的电源保护。Galaxy PX采用模块化“热插拔”设计，占用空间紧凑，仅需一个机柜，具备N+1内部冗余、随需扩展的灵活性，以及支持远程监控和管理的EcoStruxure™互联功能。

面临的挑战

• 成本高昂的实体原型：传统的UPS测试依赖于大量真实的原型机，这些原型机在极端条件下存在烧毁或开裂的风险——从而导致高昂的更换成本和进度延误。
• 测试效率低下：传统测试仅覆盖约50%的自动化测试用例，需要进行3至4轮测试，且故障仿真 能力有限。
• 故障难以重现：内部故障（短路、开路、元器件损坏）和复杂场景（谐波注入、电网突变）难以甚至无法通过物理硬件安全地重现。
• 硬件适应缓慢：频繁对测试平台进行硬件修改既复杂又费时，这导致在快速开发周期中对设计变更的响应速度变慢

OPAL-RT 解决方案

施耐德电气利用OPAL-RT的平台构建了多个数字化和自动化的HIL测试台 ：

• 基于FPGA的仿真 ： eHS基于FPGA的电力电子工具箱支持高度定制化的电力拓扑模型，时间步长可达纳秒级，可处理高达200 kHz及以上的开关频率，非常适合准确仿真UPS的PFC和逆变器级。
• 可扩展硬件：一台OP4510仿真器与一台OP4520 I/O扩展单元配对，两者均搭载 Kintex™ 7 410T FPGA，通过 Aurora 光纤通信实现直流母线耦合，分别对 PFC 和逆变器进行仿真。
• 自动化测试：RT-LAB中开放的LabVIEW和Python API接口使施耐德团队能够构建定制化的自动化测试面板——从而实现整整一周的连续、无人值守测试。
• 高级支持： OPAL-RT中国本地团队通过“高级维护计划”提供定制化的固件开发和专业技术支持，最大限度地降低测试人员的学习成本。

成果

从传统测试向 OPAL-RT 的 HIL 平台过渡带来了革命性的改进：

• 700多个测试用例，共10至15轮，而采用传统方法时，测试用例虽有600多个，但仅进行3至4轮。
• 自动化测试覆盖率达到80%，较之前的50%有了显著提升。
• 安全的破坏性测试：总线短路、采样误差和电感损坏等场景现可通过数字方式进行测试，不会对人员或设备造成任何风险。
• 极端工况仿真 ：复杂工况——谐波注入、突发的电网变化、外部短路——均可轻松配置和再现，且具备完整的内部数据可见性。
• 即时硬件同步：数字测试平台可即时同步硬件设计变更，确保测试进度与项目计划保持一致。
• 节能研发：该数字平台消除了实体原型测试的高能耗问题，从而实现了更环保的开发流程

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