Virtual System Integration

Der schnellere Weg zur Netzdigitalisierung

Bei dem neuen Netz geht es vor allem um Software

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Das Netz wird dynamisch. Verteilte Erzeugung, Microgrids mit verteilten Energiespeichern und die sich ständig weiterentwickelnde Infrastruktur von Ladegeräten verändern das Netz und stellen die Belastbarkeit des Netzes in Frage.

Softwaregesteuerte Umrichter der Leistungselektronik treiben den Wandel voran.

Die Komplexität vergrößert den Bedarf an neuen Tools und Methoden.

Eine Umgebung für die Systemintegration der nächsten Generation

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Sie ist skalierbar und vertikal integriert, leistungsstark, für testgetriebene Unterstützung der Entwicklung und interne Vor-Inbetriebnahme konzipiert.

Test der übergeordneten Steuerung

Beim Testen der übergeordneten Steuerung steht die Kommunikation im Mittelpunkt. Idealerweise kann das Testen der Kommunikation in einer vollständig virtualisierten Umgebung mit simulierten Distributed Energy Resources (DER) mit produktspezifischen Steuergeräten durchgeführt werden.

Test der Interoperabilität

Egal ob ein Projekt eine Brownfield- oder Greenfield-Entwicklung ist: Die Testmöglichkeiten müssen jederzeit flexibel erweiterbar sein. Das Testsetup muss die DER-Controller mit orginal Firmware und -Softwareversionen umfassen.

Test der Schutzfunktionen

Im letzten Schritt können wir Schutzgeräte wie z.B. Leistungsschalter zu dem Testsystem hinzufügen. Ohne eine einzige Stunde im Feld zu investieren, ist es möglich, Tests wie z.B. Netzfehler zu simulieren, um das gesamte Microgrid abzusichern.

Anforderungen an die Abtastrate

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Obwohl die übergeordnete Steuerung in der Regel nicht so dynamisch wie bei Low-Level-Reglern ist, müssen wir, um mehrstufige Steuerungshierarchien zu testen, die wir in den heutigen Microgrids und verteilten Energiesystemen haben, in der Lage sein, den Informationsaustausch auch zwischen den technisch anspruchsvollsten Komponenten in einem System zu ermöglichen. Die Testumgebung muss geeignet sein, ein breites Spektrum an Abtastraten abzudecken.

Eine neue Methode zum Testen der Energieautomatisierung

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Digitale Leistungselektronik ist mehr als “Plug and Play”.

Das Testen von Umrichter-Steuerungssoftware ist an sich schon eine Herausforderung. Darüber hinaus bedeutet die Kombination mehrerer DER-Controller verschiedener Anbieter in einem einzigen System unvorhersehbare Interoperabilitätsprobleme. Gleiches gilt für Herausforderungen bei der Validierung selbst technisch einfacher Aufgaben, wie etwa bei der Kommunikation zwischen den Controllern.

Herausforderung der Interoperabilität

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Sogar in den heutigen elektrifizierten Antriebssystem auf Schiffen werden Umrichter eingesetzt. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Analyse des dynamischen Verhaltens:

  • Interoperabilität der Komponenten
  • Lastabwurf
  • Pulsende Lasten
  • Un-/Beabsichtigtes Islanding
  • Aufstartverhalten
  • Fehleranalyse

Lektionen aus dem MIT-Symposium in den Lincoln Laboratorien über Microgrid-Steuerung

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Beim Microgrid & DER Controller-Symposium 2017 standen original Microgrid-Controller von Eaton, General Electric, Schweitzer Engineering Laboratories und Schneider Electric im Mittelpunkt.

Die Controller betrieben ein 80-Bus Netzwerk mit all den Interoperabilitätsherausforderungen, die wir bekommen, wenn wir einen Dieselgenerator, ein Heizkraftwerk, netzgebundene Batteriespeicher und PV-Wechselrichter mit schwankenden Lasten verbinden. Das gesamte Netzwerk wurde mit einem Typhoon HIL- Microgrid Testbed mit realen Steuergeräten incl. Standard-Firmware simuliert. Alle Anwesenden konnten somit einen Einblick bekommen, wie die High-Level-Steuerung mit dem Spektrum der Störungen und den Anforderungen des Distribution Management System (DMS) umgeht – z.B. um Wirk-/Blindleistung zu liefern oder Teile des Grids in den Inselbetrieb zu schalten.

Lesen Sie in unserem Blog über die 4 Möglichkeiten, wie Controller-Hardware-in-the-Loop (C-HIL) und Model-Based-Engineering das Risiko während des Entwurfs, des Einsatzes und des Betriebs Ihres Microgrids reduzieren können.