“使用基于模型的设计，我们开发了一个复杂的控制系统，比我们的传统过程所需的时间明显更少。我们通过从我们的模型中生成代码来消除几个月的手工编码，我们使用模拟来实现早期设计验证。“
Anthony Totterdell，Alstom Grid
高压，直流（HVDC）电力传动系统提供高电压，交流电流（HVAC）系统的若干优点，包括在长距离或地下或水下电缆上使用时的金融优势。HVDC能够更大的功率密度，改善功率流量控制，更有效地利用能源而不是HVAC。然而，在HVDC传输中将电压从AC转换为DC，需要复杂的转换器站。
常用于今天的线路换向转换器需要多个过滤器组，这可能昂贵且非常大。对于需要紧凑的站点布局的HVDC应用，例如近海和陆上风电场，其中空间有限，电压源转换器（VSC）提供更好的解决方案。
Alstom Grid的工程师建造了一台24兆瓦的演示系统，支持VSC技术的开发和测试，为大规模生产做好准备，并使潜在客户能够访问完全运金宝app行的VSC工厂。该团队使用基于模型的设计来加速开发。“基于模型的设计使我们能够管理VSC系统的复杂性，验证我们的控制设计早期开发，并满足我们的可靠性，质量和上市时间目标，”副控制系统经理 - VSC副控制系统经理Anthony Totterdell说Alstom网格专家。
演示控制系统包括在微处理器上运行的高电平测序层，该微处理器运行，管理与电源系统的交互，中间电流和相位控制层在DSP上运行，低电平电力电子开关控制每100微秒监控电容电压。
“为了开发这种复杂的系统，我们的系统工程师需要尽早验证设计，”Totterdell说。“过去，我们有时会发现项目后期的设计和实施问题，我们准备在实时模拟器上测试。”
随着风电场和智能电网需求越来越多的全球，阿尔斯通电网看到了一个需要侵略性生产计划的市场机会。“我们的目标是在24个月内从概念到完整的示威者，”Totterdell解释道。“为了满足这个时间表，我们需要加速软件开发过程，同时最大限度地减少过程中迟到的编码错误的数量。”
Alstom Grid使用基于模型的设计与matlab®和模拟金宝app®用于模拟HVDC VSC控制系统的模拟，模拟，文档和生成代码。
Alstom Grid高级研究员用Simulink和StateFlow开发了概念设计金宝app®。使用Simu金宝applink和Simscape Electrical™，他还建立了一种包括AC电网连接，变压器和负载的工厂模型，以及用于下层电力电子子模块的绝缘栅双极晶体管（IGBT）和电容器。
为了验证控制设计和工厂模型功能，Alstom网格工程师在Simulink中运行闭环仿真。金宝app接下来，他们改进了控制算法，准备部署到实时目标。
为了帮助管理系统的复杂性，Alstom网格工程师使用Simulink模型引用将模型分区为与部署组件的DSP硬件相对应的库块。金宝app它们在块之间添加了接口，将模型转换为离散数学，并从变量步骤切换到固定步骤离散求解器。
使用嵌入式编码器®工程师生成C代码函数来定义排序，系统级控制和各个相位控制。它们在1.2千瓦级硬件模拟器中将C代码部署到DSP，以验证系统的实时操作。
最后，工程师将控制算法移植到24兆瓦示范器的生产硬件，并验证其设计为设计。
最终的系统模型包括大约2,000个包含33,000个块，564个离散状态和250个状态流图的子系统。从该模型的控制器部分包括2,000个块，Alstom网格产生约10,000行的生产代码。使用Simu金宝applink Report Generator™，它们还产生了300多页的系统描述和功能规范文档。
示威系统目前正在运行，并从预期客户接收正面评估。
可量化的过程改进。“基于模型的设计使我们能够对我们的开发过程进行可衡量的改进，”Totterdell说。“从设计到代码（包括测试）的时间从大约一年到3个月下降，设计迭代从2个月下降到少于2周，并且在几分钟内完成过去2周的文档更新。”
与电力系统仿真软件的快速集成。“我们的客户要求我们使用PSCAD / EMTDC环境进行动态性能和瞬态分析研究，以前要求在PSCAD和几个月的整合时间中重写我们的模型，”Totterdell说。“我们的专家们与Mathworks顾问合作，用嵌入式编码器重复使用现有的MATLAB和Simulink模型，使我们能够在大约五分钟内实现功能的变化。”金宝app
保护系统在一周内实施。“传统HVDC系统的保护算法大约需要六个月的时间来开发和测试，”Totterdell说。“我在Simulink和StateFlow中重新实现了相同的算法，并让它们在一周内金宝app工作。”
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