Regelungen für Systeme der Energieumwandlung

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CONTROLS

ENERGY CONVERSION

Regelungen für die Energiewandlung

Neue und innovative Energieumwandlungssysteme spielen eine zunehmend kritische Rolle bei der Deckung des zukünftigen Energiebedarfs. Eine höhere Komplexität der Regelung und Kommunikation bringt anspruchsvollere Konzepte und strenge Tests mit sich. Vor allem benötigen Steuerungen für die Energiewandlung nicht nur Tests und Zertifizierungen der Leistungselektronik, sie müssen sich auch in einem komplexen Energiesystem einschließlich komplettem Übertragungsnetz oder Werken mit chemischer oder mechanischer Dynamik behaupten.

Zur schnelleren Durchführung einer präzisen und umfassenden Erprobung aller Regelungen bei größerer Zuverlässigkeit und niedrigeren Investitionen verfügt OPAL-RT über leistungsfähige Echtzeitsimulationslösungen für die elektrische Energieübertragung.

LVRT-Fähigkeit von Solarstromumrichtern mittels FPGA-basiertem Echtzeitsimulator

Diese Hardware-in-the-Loop-Demo umfasst eine Wechselrichtersteuerung für Solarstrom mit Netzanbindung sowie einen Echtzeitsimulator OP4510. Die vom GREENLAB der Hefei University of Technology entwickelte Steuerung unterstützt das Low-Voltage Ride-Through (LVRT), während der elektrische Hardwaresolver (eHS) auf dem OP4510 läuft und den gesamten Wechselrichter für Solarstrom mit Netzanbindung auf dem FPGA in Echtzeit mit Zeitschritten von unter 250 Nanosekunden simuliert. Die Schaltung wird vom neuen Schematic Editor von OPAL-RT entwickelt.


WATCH DEMONSTRATION

Branchen und Konfigurationen der Energiewandlung

Speicherung und Verteilung erneuerbarer Energien

  • Mikronetz
  • Regelungen und Schutzeinrichtungen
  • Energiesysteme auf Verteilnetzebene (DER)

Elektrizität in Bewegung

  • Kompressoren
  • Propeller
  • Walzwerke
  • Pumpen

Bewegung in Elektrizität

  • Windturbinen
  • Turbogeneratoren
  • Wasserkraft
  • Feuchte Erneuerbare

Elektrizität in Elektrizität

  • Wind/Photovoltaik
  • Bahn-Umspannwerke
  • Impulsspannungsversorgung
  • Softstarter

Stromleistungsumrichter

  • MMC
  • FACTS
  • HGÜ

Das zeichnet OPAL-RT bei der Simulation von Regelungen für die Energiewandlung aus

Der leistungsfähigste FPGA-Solver

Das von OPAL-RT entwickelte eHS stellt einen Solver für die Echtzeitsimulation der Leistungselektronik mit branchenweit unübertroffen intuitiver FPGA-Echtzeitsimulation dar. Die das Schaltschema anzeigende Benutzerschnittstelle generiert und portiert den FPGA-Code automatisch, erleichtert damit den Zugriff auf die FPGA-basierte Simulation und erhöht die Rechengeschwindigkeit und Benutzerfreundlichkeit.

Vollständiges Ökosystem für die Echtzeitsimulation

Elektrische Stromrichter und Regelungen sind Teil eines komplexen Energiesystems aus unterschiedlichen elektrischen, chemischen oder mechanischen Dynamiken. OPAL-RT verbindet die besten Solver des Unternehmens für Stromnetze und der Leistungselektronik zu einer Simulationslösung, nicht nur um Regelungen zu testen, sondern auch um ganze Energiesysteme vorwiegend in einer Matlab Simulink-Umgebung untersuchen zu können: RT-LAB.

Kombination verschiedener I/Os und Kommunikationsprotokolle

OPAL-RT unterstützt praktisch alle Kommunikationsprotokolle verschiedener Branchen und hilft Entwicklern von Regelkreisen damit bei der Generierung von Tests zwischen allen Ebenen der Kommunikation einer Regelung. OPAL-RT bietet nicht nur die marktgängigen I/Os an, sondern auch speziell für die Regelung elektrischer Antriebe einschließlich Encoder und Decoder, anspruchsvolle PWM und getriggerte Analoggeräte entwickelte I/Os.

Mehrere Verfahren für die Erprobung und Validierung von Regelungen für Energiesysteme und deren Betriebsmittel

RCP erlaubt die Erprobung neuer Regelalgorithmen bereits in einem frühen Entwicklungsstadium. RCP ist mit vielen, bei echten Regelungen anzutreffenden Sensoren kompatibel und durch eine unübertroffene Vielseitigkeit gekennzeichnet.
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Rapid Control Prototyping

Simulationen mit Hardware-in-the-Loop (HIL) sind zu einem Mittel erweiterter investigativer Experimente, Modellvalidierung und Erprobung vor dem Einbau von Antrieben in die eigentlichen Prozesse geworden.
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Hardware-in-the-Loop

Die PHIL-Simulation ist ein Szenario, in dem virtuelle Leistung zwischen einer Simulationsumgebung und realer Hardware ausgetauscht wird. Damit lässt sich die Verbindung realer Regelungen und Stromrichter testen.
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Power-Hardware-in-the-Loop

Empfohlene Echtzeitsimulationssysteme

Hoch entwickelte Echtzeitsimulation für die Leistungselektronik.
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Nach zwei Jahrzehnten Forschung und Entwicklung im Bereich Echtzeitsimulation bietet OPAL-RT auch aufbauend auf praktischen Erfahrungen mit der Leistungselektronik jetzt mit eFPGASIM den branchenweit leistungsfähigsten, intuitivsten HIL-Simulator an. eFPGASIM vereint die Leistung zuverlässiger digitaler Simulatoren mit der bei der Erprobung von Elektro- und Hybridtransportern benötigten sehr geringen Latenz.

Stromnetz- und Leistungselektroniksimulator für die Entwicklung und Prüfung von Regelungen und Schutzeinrichtungen.
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eMEGASIM bietet vielen Fachrichtungen und Anwendungen flexible, skalierbare, intuitive und kostengünstige Lösungen. Das Echtzeitsimulationssystem erfüllt alle Anforderungen, sei es im industriellen oder akademischen Bereich. eMEGASIM läuft auf der Echtzeitsimulationsplattform RT-LAB, in die es über die Standardschnittstelle von SimScape Power Systems vollständig integriert ist.

Erfolgsgeschichten von Kunden

ABB uses an OPAL-RT real time simulator to validate controls of medium voltage power converters.

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RWTH Aachen University uses OPAL-RT in a project that aims to modernize the European electricity grid.

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APERT uses an OPAL-RT system for FPGA simulation of matrix power converters.

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Zugehörige Quellen