MATLAB und Simulink für erneuerbare Energien und Energiespeicher
Regelungstechnik für erneuerbare Energiesysteme modellieren, analysieren und entwerfen
Erneuerbare Energiesysteme wie Wind- und Solarparks befinden sich in einer rasanten Entwicklung und tragen zu einem wachsenden Anteil an der gesamten Stromerzeugung bei. Die unstete Stromversorgung aus erneuerbaren Energiequellen und die Notwendigkeit, ein Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Nachfrage zu schaffen, erschweren die Entwicklung und Test-Phase von Systemen für erneuerbare Energien und Speicher.
Mithilfe von MATLAB, Simulink und Simscape modellieren Ingenieurteams die Architektur von erneuerbaren Energiesystemen, führen Studien zur Netzintegration durch und entwickeln Regelungen für erneuerbare Energien und Energiespeichersysteme.
Simulink und Simulation von Energiesystemen Onramp bieten eine Bibliothek mit vorgefertigten, parametrisierten Modellen elektrischer Komponenten und elektrischer Systeme, mit denen Sie in kürzester Zeit Architekturen für erneuerbare Energiesysteme entwickeln können. Dabei haben Sie folgende Optionen:
- Erneuerbare Energiequellen wie Windturbinen und PV-Anlagen modellieren
- Komponenten zur Energiespeicherung wie Wasserstoffsysteme, Superkondensatoren und Batterien in Ihre Entwicklung einbeziehen
- Das stationäre und dynamische Verhalten des erneuerbaren Energiesystems durch Desktop-Simulationen untersuchen
- Systemkonfigurationen entdecken und das optimale Systemdesign zur Erzeugung und Speicherung finden
„Eine genaue Modellierung ist nicht nur für die Planung von Investitionen unerlässlich, sondern auch, um Situationen zu erkennen, die einen Ausfall verursachen können. Mit den Tools von MathWorks können wir die Leistungselektronik, Mechanik und Regelungssysteme in einer gemeinsamen Umgebung simulieren. Dabei reagieren unsere Modelle genauso wie die Turbinen, die wir in der Praxis einsetzen.“
Richard Gagnon, Hydro-Québec
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Mit Simscape Electrical können Sie Modelle von Systemen für erneuerbare Energien in ein Netzmodell integrieren, um Ihre Energiemanagementstrategien am Netz zu testen und die Einhaltung verschiedener Netzvorschriften sicherzustellen. Dabei haben Sie folgende Optionen:
- Betriebsszenarien auf reproduzierbare Weise für verschiedene Systemarchitekturen einrichten
- Mehrere Betriebsszenarien parallel modellieren und ausführen
- Felddaten, wie z. B. Spannungssprungtests oder Netzereignisse, im Modell wiederholen, um das Modell mit den Messwerten zu vergleichen
- Den Genauigkeitsgrad der Simulationsmodelle ändern, um Szenarien auf Zeitskalen von Millisekunden bis zu mehreren Jahren zu bewerten
- Spannungs- und Frequenzleistung im Vergleich zu Netzvorschriften, wie IEEE 1547 und NERC PRC-024, für Konformitätsprüfungen auswerten
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Mit Simulink und Simscape können Sie Regelungsstrategien zur Spannungs- und Stromregelung, zur Frequenzstabilisierung und zum Maximum Power Point Tracking (MPPT) entwickeln und Steuerungen für erneuerbare Energiesysteme und deren Speichersysteme testen.
- Wirk- und Blindleistungsverhalten simulieren und Schutzmechanismen implementieren
- Netzqualitätsprobleme analysieren und sie mithilfe von Umrichtern mit Phasenausgleich oder aktiven Filtern entschärfen
- Entwicklungsfehler frühzeitig mithilfe von Simulink Design Verifier identifizieren, Testfälle für die Regelungen mithilfe von Simulink Test erstellen und die Testabdeckung mit Simulink Coverage überprüfen
- Fehlerfreien, optimierten C Code für den Regler aus Simulink-Modellen generieren
- Code für die Anlage generieren und Echtzeittests für den Regelungsalgorithmus mit Hardware-in-the-Loop-Tests (HIL) unter normalen und fehlerhaften Betriebsbedingungen durchführen
„Mit dem Ansatz des Model-Based Design können wir eine erste Version unseres Algorithmus viel schneller prototypisieren und testen, als dies mit herkömmlichen Methoden möglich ist. So entsteht innerhalb weniger Stunden ein voll funktionsfähiger Prototyp, für den wir ohne Simulink und Codegenerierung mehrere Tage benötigen würden.“
Adile Ajaja, EVLO
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Weitere Informationen
- Energiespeicherung für eine mit erneuerbaren Energien versorgte Welt – Newsletter
- Produkte von Drittanbietern: Model-Based Design für erneuerbare Energiesysteme – Artikel
- Entwicklung und Tests von modellprädiktiven Regelungsalgorithmen für Windturbinen im Praxistest – Kundenbericht
- Vestas entwickelt Steuerungssoftware für Windkraftanlagen mit Model-Based Design und kontinuierlicher Integration – Kundenbericht
Ressourcen und Support
Erfahren Sie mehr über erneuerbare Energien und Energiespeicherung
- Windertragsgutachten
- Simulation und Optimierung von Energiesystemen
- Lastprognosen
- Netzwechselrichter
- MPPT-Algorithmus
- HIL-Tests (Hardware-in-the-Loop) für Leistungselektronik
- Leistungsfaktorkorrektur
- Simulation von Leistungselektronik
- HIL-Simulation (Hardware-in-the-Loop)
- Simulation in Echtzeit
- Statikregelung
Schulungen
- Modellierung physikalischer Systeme mit Simscape
- Entwicklung von Leistungselektroniksteuerungen mit Simulink und Simscape
- Modellierung elektrischer Energieanlagen mit Simscape
- Entwicklung von Regelungssystemen mit MATLAB und Simulink
- Testen von Echtzeitanwendungen mit Simulink Real-Time und Speedgoat-Hardware
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