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欧姆龙为Anti-Islanding开发太阳能逆变器的控制算法控制

挑战

建立一个控制系统,确保安全运行的太阳能发电系统在停电

解决方案

使用基于模型的设计与MATLAB和Simulink模型电力和控制系统,运行仿真万博1manbetx,并分析系统的响应中断

结果

  • 集成测试时间减少了一半
  • 数据分析完成了四倍
  • 关键试验条件模拟

“欧姆龙基于模型设计的一个重要的好处是,它使大型团队的硬件,软件,和控制设计工程师共同开发先进产品通过植物和控制系统模型在一个单一的环境”。s manbetx 845

正雄Mabuchi,欧姆龙
房屋与太阳能发电系统。

太阳能发电系统安装在家庭和企业继续发电即使网格提供的电力中断。这种情况被称为孤岛效应。如果不立即停止,孤岛效应可以危及工人修理电线,谁可能不知道,一些线仍然是动力。传统anti-islanding机制降低这种风险,但当多个系统安装近,干扰可能导致这些机制失败。

为了解决这个问题,欧姆龙开发了AICOT-anti-islanding控制技术,使停电的快速检测,防止孤岛效应即使数以百计的太阳能发电系统安装在一起。欧姆龙工程师使用MATLAB®,仿万博1manbetx真软件®,Simscape电气™开发专利技术。

“Simscape电器使我们的模型和模拟电网的频率发生变化,当停机开始,“正雄Mabuchi说,欧姆龙首席技术专家。“我们开发了控制算法在MATLAB仿真软件,快速应对这些变化,和跑闭环模拟Simscape电气万博1manbetx模型,以确保安全运行的算法将支持太阳能发电系统在高密度地区。”万博1manbetx

挑战

符合政府标准,单一机组测试太阳能发电系统必须一秒内检测到电网故障,并在多个单元测试逆变器必须在5秒钟内关闭。检测孤岛效应通过监测电网的电压变化是困难的。除了是缓慢的,解决方案,使用这种方法的性能受到干扰之间的太阳能逆变器安装在一起。万博 尤文图斯

欧姆龙试图设计一个控制器,通过频率变化而不是电压变化检测中断。开发和测试控制器使用实际工厂硬件并不可行,因为控制器需要验证的情况下,要么是困难的或不安全的复制。

欧姆龙电力系统工程师需要精确的模型,包括太阳能逆变器和电网,开发一个控制系统来检测中断,停止太阳能逆变器,和运行控制系统的闭环仿真来验证设计和植物在一起。

解决方案

欧姆龙工程师使用基于模型的设计开发和模拟AICOT控制系统。

他们模仿植物使用基本的电感,电阻,电容,开关,继电器从Simscape电气组件。他们使用了Simscape电力电网电源块模型。

组模拟控制器,包括故障检测算法,仿真软件和控制系统工具箱™,使用Stateflow万博1manbetx®模型的条件分支和设置的CPU。

在仿真软件,团队执行模万博1manbetx拟的控制模型和植物模型调整电力负荷的平衡和发电和分析电网频率的变化,当一个中断发生。

计算活跃的团队开发了一个MATLAB脚本和无功功率的测量电压和电流的实际设备。他们使用这个脚本验证控制器的输出。他们提供了脚本的公司评估太阳能发电系统,技术人员可以测试和分析故障检测时间。

完成AICOT系统可以探测到一个孤岛的条件在不到0.2秒。

AICOT-equipped太阳能逆变器目前正在生产。在一段Ōta、日本、554台安装总代的输出超过2100千瓦。技术被采用为日本的官方标准。因此它使许多太阳能系统安装在一定地区和导致的广泛安装太阳能发电系统在日本。

结果

  • 集成测试时间减少了一半。“与传统的开发流程相比,基于模型的设计使我们能够评估我们的设计更早,”Mabuchi说。“万博1manbetx仿真软件模拟在开发的早期阶段帮助减少最终集成测试所花费的时间超过50%。”

  • 数据分析完成了四倍。“过去,可能需要4到5天计算活跃和无功功率的电压和电流波形,“Mabuchi说。“我们用MATLAB自动化这个任务,现在我们在一天之内有结果。”

  • 关键试验条件模拟。“我们需要测试条件很难建立与实际电力系统,我们需要可靠的繁殖任何错误,我们发现,“Mabuchi说。“控制模型和植物模型的模拟与仿真软件和Simscape电气为我们解决这些问题。”万博1manbetx

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