用户故事

欧姆龙开发了太阳能逆变器反孤岛控制算法

挑战

开发控制系统以确保太阳能发电系统在停电期间的安全运行

解决方案

使用MATLAB的基于模型的设计和模拟电力和控制系统,运行模拟,并分析系统对中金宝app断的回应

结果

  • 集成测试时间减半
  • 数据分析的完成速度快了四倍
  • 模拟关键试验条件

“基于模型的设计在欧姆龙的一个重要益处是它使大型硬件,软件和控制设计工程师能够共同努力,通过在一个环境中使用工厂和控制系统模型来开发先进的产品。”下载188bet金宝搏

Masao mabuchi,欧姆龙
房屋与太阳能系统。

即使电网供电中断,安装在家庭和企业中的太阳能发电系统仍能继续发电。这种情况被称为孤岛。如果不立即停止,孤岛可能会危及正在修理电线的工人,他们可能不知道一些电线仍在供电。传统的反孤岛机制降低了这种风险,但当几个系统安装在一起时,干扰可能导致这些机制失效。

为了解决这一问题,欧姆龙开发了aicot -反孤岛控制技术,即使在数百个太阳能发电系统紧密安装的情况下,也能迅速发现停电,防止孤岛。欧姆龙工程师使用的是MATLAB®,仿金宝app真软件®,以及Simscape Electrical™来开发这项专利技术。

OMRON首席技术专家Masao Mabuchi表示:“Simscape电气使我们能够对停电开始时电网发生的频率变化进行建模和模拟。”“我们在MATLAB和Simulink中开发了控制算法,能够快速响应这些变化,并使用我们的Si金宝appmscape Electrical模型进行闭环仿真,以确保算法能够支持高密度地区太阳能发电系统的安全运行。”金宝app

挑战

为了符合政府标准,在单单元测试中,太阳能发电系统必须在一秒内检测到电网故障,在多单元测试中,逆变器必须在五秒内关闭。通过监测电网电压变化来检测孤岛是比较困难的。除了速度慢,使用这种方法的解决方案的性能也受到安装在一起的太阳能逆变器之间的干扰的影响。金宝搏官方网站

欧姆龙试图设计一个控制器,该控制器将通过频率变化而不是电压变化来检测停电。使用实际工厂硬件开发和测试控制器是不可行的,因为控制器需要在难以或不安全复制的条件下验证。

欧姆龙工程师需要准确地模拟电力系统,包括太阳能逆变器和电网,开发一个控制系统以检测停电并停止太阳能逆变器,并将控制系统的闭环模拟运行在一起,共同运行控制系统和工厂以验证设计。

解决方案

欧姆龙工程师使用基于模型的设计来开发和模拟AICOT控制系统。

它们使用Simscape Electrical使用基本电感器,电阻,电容器,开关和继电器组件建模工厂。它们使用Simscape电源块来模拟电网。

该组建模了控制器,包括故障检测算法,使用SoundFlow使用Simulink和Control System Toolbox™进行模拟检测算法金宝app®为CPU的条件分支和设置建模。

在Simulink中工金宝app作,该团队对控制模型和工厂模型进行了模拟,其中它们调整了电负载和发电的平衡,并在发生中断时的电网频率的变化。

该团队开发了一个MATLAB脚本,根据实测的实际设备电压和电流计算有功和无功功率。他们使用这个脚本来验证控制器输出。他们将脚本提供给太阳能发电系统评估公司,以便技术人员可以测试和分析故障检测时间。

完成的AICOT系统可以在小于0.2秒内检测岛屿状态。

配备aicot的太阳能逆变器目前正在生产中。在日本Ōta的一个地区,安装了554台机组,总发电量超过2100千瓦。该技术已被采纳为日本的官方标准。因此,在某一区域内安装了许多太阳能系统,并促进了日本太阳能发电系统的广泛安装。

结果

  • 集成测试时间减半.“与传统发展工作流程相比,基于模型的设计使我们能够评估我们的设计早期,”Mabuchi说。“金宝app在开发的早期阶段的Simulink模拟有助于减少最终集成试验所花费的时间超过50%。”

  • 数据分析的完成速度快了四倍.“在过去,可以花费四到五天来计算来自电压和电流波形的主动和无功功率,”Mabuchi说。“我们使用MATLAB自动化这项任务,现在我们在一天中获得了结果。”

  • 模拟关键试验条件.“我们需要测试很难与实际电力系统建立起来的条件,我们需要可靠地重现我们识别出的任何错误,”Mabuchi说。“利用Simulink和Simscape electric对控制模型和工厂模型的仿真为我们解决了这些问题。”金宝app

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