基于模型设计优势的Stem问答

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挑战

加快分布式电力存储系统电力电子控制系统的开发和认证

解决方案

使用MATLAB和Simulink的基于模型的设计来运行电力电子、电网和控制器金宝app的仿真,生成生产微控制器代码,并实现认证

后果

  • 节省了6个月的开发时间
  • 节省了数千美元的董事会成本
  • 在硬件可用后系统完全运行

“从现在起,我们将使用基于模型的设计,因为它可以降低风险、节省时间、降低成本,并增强我们对设计的信心。”

Stem工程副总裁David Erhart

Stem,Inc.是一家领先的能源优化服务提供商。该公司的PowerStore产品可预测能源使用情况,并在精确的时间部署存储能源以降低峰值负荷,从而使商业和工业客户能够降低能源成本。

使用基于模型的MATLAB设计®和Sim金宝appulink®,Stem在短短13个月内完成了PowerStore储能系统的设计、实施、测试和认证。Stem工程副总裁David Erhart解释了这一过程。

是什么促使你寻找一种新的工作方式?

作为工程副总裁,我的目标是降低风险和控制成本。大多数传统工作流速度慢、成本高且痛苦;它们通常需要几次成本高昂的电路板旋转和冗长的硬件调试会话。我们公司处于早期阶段,因此节省数周的工作和数万美元的电路板旋转成本将是一个巨大的难题恩菲特。

为什么选择基于模型的设计?

当我们的首席电力电子工程师加入公司时,我们正在实验室使用scope来调试逆变器的设计。他没有对硬件进行修补,只是测量了几下,然后回到他的电脑前。几天后,他向我们展示了他建造的一个工厂模型,它完全模仿了硬件的行为。在模拟中,他指出了设计问题,并向我们展示了如何在硬件中改变电路和设置电感值来解决这个问题。在做出更改后,设计立即生效,我们决定在更大的规模上使用建模和仿真。对于我们的PowerStore产品,我们从一开始就使用了基于模型的设计。

到目前为止你看到了什么结果?

我们认为我们转向基于模型的设计是在冒险,但事后看来,这种转变大大降低了我们的风险。我们发现,通过并行推进控制器设计和硬件设计,我们可以加快开发速度。通过精确的设备模型,我们可以在硬件可用之前设计控制器。事实上,我们的电力电子工程师自己在Simulink中开发了控制器。我们通过仿真找到了最佳的电感和电容值。我们通过模拟而不是在实验室调试我们的设计。金宝app

一旦硬件准备就绪,我们就从模型中生成C代码,而不是编写代码;这就像是将我们的设计“打印”到微控制器上。最后,在投入生产之前,我们只需要再旋转一次电路板。

由于基于模型的设计,我们获得认证的速度比平常快25%。PowerStore与电网相互作用,因此它必须通过IEEE 1547认证,以便将分布式资源与电力系统互连,以及其他标准。我们模拟了设计最初失败的认证测试,对控制器模型进行了更改,重新生成了代码,并在第二天通过了测试。

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