Você confia em seu sistema de gerenciamento de energia a bordo?

Teste o pré-comissionamento do sistema.

 

 

Marine testing schematics

 

 

 

O que é um navio mais elétrico?

Os sistemas elétricos a bordo estão sendo aprimorados, e estão substituindo os sistemas convencionais de transferência de energia mecânica, hidráulica e pneumática. O mais importante é que a combinação de motores de combustão interna de velocidade média com geradores elétricos, com sofisticados sistemas de distribuição de energia elétrica e com drives de frequência elétrica variável traz inúmeras vantagens. Ao mesmo tempo, os sistemas elétricos a bordo, vem com o sistema de gerenciamento de energia que contém geradores (síncronos), contatores e dispositivos elétricos, todos controlados por computador, além de redes de comunicação.

Um sistema de gerenciamento de energia tão sofisticado precisa ser testado em todas as condições operacionais e a maneira mais eficaz de realizar tais testes é por meio da abordagem controller-hardware-in-the-loop.

Por que a interoperabilidade é um problema?

A experiência de campo mostra que componentes de última geração (motores de combustão interna, geradores, transformadores, proteção, drives de frequência variável, redes de computadores, etc.) não garantem por si só um funcionamento satisfatório do sistema. O problema é a interoperabilidade do software dos componentes, ou seja, o problema é levá-los a funcionar como o esperado dentro das restrições de tempo e orçamento, que são cada vez mais apertadas.

Configurar o software de controle e proteção de sistemas de gerenciamento de energia a bordo, cada vez mais complexos, pode rapidamente se transformar em um longo e improdutivo esforço de comissionamento, resultar em danos no equipamento e, no pior dos casos, levar a acidentes graves.

A combinação entre alta potência, baixo volume, multidão de fornecedores, padronização modesta e projetos únicos, torna o negócio marítimo muito desafiador. Devido a tais condições, o custo de um teste completo do sistema é uma barreira significativa no caminho da adoção mais ampla da eletrificação marítima.

HIL ao resgate!

O sistema de potência elétrica a bordo é o microgrid original que agora adota soluções avançadas em gerenciamento de energia. A experiência das indústrias aeroespacial e automotiva nos ensinou que há apenas uma maneira de lidar efetivamente com problemas de interoperabilidade: o método de teste via hardware-in-the-loop (HIL).

O que é o teste HIL?

Hardware-in-the-loop é um método de teste do sistema de gerenciamento de energia a bordo que usa um modelo virtual do circuito de potência. Isso significa que o software e o hardware de gerenciamento de energia real são conectados ao modelo HIL do hardware de potência. O HIL fornece uma visão direta do comportamento do software que controla o sistema de energia a bordo. Ele permite testar um número ilimitado de curtos-circuitos e outros transientes (por exemplo: transientes de falhas), bem como transientes regulares no sistema de energia a bordo. Algo que é impraticável de se fazer em navios reais.

Os modelos virtuais, altamente realistas e em tempo real do hardware (microgrid testbed), permitem testes de sistemas de alta potência, sem os perigos e os custos que os envolvem.

Qual seria um sistema digital idêntico ao do navio mais elétrico?

O sistema digital idêntico é um modelo em tempo real do hardware do sistema de energia do navio em execução no Microgrid Testbed.

Qual é a finalidade do Microgrid Testbed?

O principal objetivo do Microgrid Testbed é testar de forma abrangente o gerenciamento de energia (tanto no nível do componente, quanto no nível do sistema) do hardware, firmware, software e suas comunicações em todas as condições operacionais, incluindo falhas quando em ilhamento e quando ligado à rede. Além disso, o Microgrid Testbed executa seus testes e gera seus relatórios automaticamente.

Como funciona o Microgrid Testbed?

Um modelo de sistema de energia a bordo, composto por hardware de inversor inteligente, painéis fotovoltaicos, baterias, transformadores, geradores, disjuntores, cabos, cargas ativas e passivas, etc., é executado dentro de um Microgrid Testbed com um time step de simulação de 1 μs. O sistema de gerenciamento de energia de um navio controla sua operação em todos os modos. Seu desempenho é avaliado em relação a um conjunto de critérios definidos, que vão desde o consumo de combustível até a tolerância a falhas. Do modo de arranque ao modo de funcionamento conectado à rede elétrica portuária.

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