Energieversorgungsnetze im Großmaßstab mit MATLAB, Simulink und Simscape Electrical
Analysieren, Entwerfen und Simulieren von großflächigen Energienetzen, die verteilte Energie- und wechselrichterbasierte Ressourcen enthalten.
Energieingenieure verwenden MATLAB, Simulink und Simscape Electrical, um Architekturen, Steuerungsstrategien und Netzintegrierungs-Workflows für elektrische Energieversorgungssysteme über Übertragungs- und Verteilungsnetze hinweg zu entwerfen, zu simulieren und zu validieren. Diese Produkte bieten Analyse- und Modellierungsfunktionen zur Simulation der neuen Generation von wechselrichterbasierten Ressourcen (IBRs), wie erneuerbare Ressourcen, Microgrids, Energiespeichersysteme und Ladenetzwerke für Elektrofahrzeuge.
- Modellieren und simulieren Sie IBR-basierte Systemarchitekturen und Steuerungsstrategien für die Energieversorgung mithilfe hochpräziser elektrischer Modelle und Regelungsmodelle.
- Führen Sie Integrations- und Stabilitätsstudien für die Anbindung von netzgekoppelten Wechselrichtern und dezentralen Energiequellen an das Stromnetz durch und unterstützen Sie Anbindungsstudien gemäß den Anforderungen der Versorgungsunternehmen und regionalen Netzvorschriften.
- Bewerten Sie die Leistung von Mikronetzen und Energiespeichersystemen, einschließlich der Überwachungssteuerung, der Einsatzalgorithmen sowie des Verhaltens von netzbildenden und netzfolgenden Wechselrichtern.
- Analysieren Sie die Auswirkungen von EV-Lademöglichkeiten im großen Maßstab auf Verteilnetze, bewerten Sie die Auswirkungen auf die Netzqualität und erstellen Sie Prototypen für netzbewusste Ladekoordinationsstrategien.
Modellierung von Energiesystemarchitekturen mit wechselrichterbasierten Ressourcen (Inverter-Based Resources, IBR)
Ingenieure verwenden MATLAB, Simulink und Simscape Electrical, um IBR-basierte Energieversorgungssystemarchitekturen zu modellieren, Netzintegrierungsstudien durchzuführen und Steuerungsstrategien für erneuerbare Erzeugung, Energiespeicherung und Microgrid-Anwendungen zu entwickeln.
Entwicklung von Systemarchitekturen für Wind-, Solar- und Speichersysteme
Simulink und Simscape Electrical bieten Bibliotheken mit vorgefertigten, parametrierten elektrischen Komponenten- und Systemmodellen, die es Ingenieuren ermöglichen, Architekturen für erneuerbare Erzeugungs- und Speichersysteme zu entwickeln und zu bewerten.
- Modellieren und simulieren Sie Windturbinen und Photovoltaik(PV)-Anlagen für eine eigenständige Analyse oder im Rahmen eines umfassenderen Übertragungs- und Verteilungssystems.
- Beziehen Sie Energiespeichertechnologien wie Batterien, Superkondensatoren und wasserstoffbasierte Systeme in Ihre Entwicklungsstudien ein.
- Untersuchen Sie das stationäre und dynamische Verhalten des erneuerbaren Energiesystems durch Desktop-Simulationen.
- Erkunden Sie Systemkonfigurationen und wägen Sie Entwurfsalternativen für Erzeugungs- und Speicheranlagen ab.
- Analysieren Sie das Systemverhalten mithilfe von Simulationen sowohl elektromagnetischer Transienten (EMT) als auch Phasor-Domänen über Zeiträume von Mikrosekunden bis zu Jahren.
Ausgewählte Beispiele
Weitere Informationen
Berichte von Anwendern
Entwickeln und Validieren von Regelungssystemen für erneuerbare Energie- und Speichersysteme
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 im Prozess mithilfe von Simulink Design Verifier identifizieren, Testfälle für die Regelungen (mithilfe von Simulink Test) erstellen und die Testabdeckung (mithilfe von Simulink Coverage) überprüfen.
- Optimierten Produktionscode für eingebettete Steuerungen direkt aus Simulink-Modellen generieren
- Code für die Regelstrecke generieren und Echtzeittests für den Regelungsalgorithmus mit Hardware-in-the-Loop-Tests (HIL) unter normalen und fehlerhaften Betriebsbedingungen durchführen
Mithilfe von Model-Based Design können wir den gesamten Zyklus von den Anforderungen bis zum Prototypentest um mehr als das Fünffache verkürzen.
Ausgewählte Beispiele
Analyse der Netzintegration und Stabilität von IBR-basierten Systemen
Da Energiesysteme zunehmend auf umrichterbasierte Ressourcen (IBRs) setzen, führen reduzierte synchrone Trägheit und schnelle Umrichtersteuerungen zu neuen Herausforderungen in Bezug auf Stabilität, Schutz und Stromqualität. MATLAB, Simulink und Simscape Electrical unterstützen Ingenieure bei der Bewertung von harmonischen Wechselwirkungen, Spannungs- und Frequenzreaktionen, Steuerungsinteraktionen sowie der Fehlerüberbrückungsleistung in Systemen zur erneuerbaren Energieerzeugung und Energiespeicherung.
Durchführung von Netzintegrations- und Interkonnektivitätsstudien
Mit Simscape Electrical können Ingenieure Modelle für erneuerbare Energieerzeugung, Speicherung und Microgrids mit Darstellungen von Übertragungs- und Verteilungsnetzen verbinden. Dies unterstützt die Bewertung von Regelstreckensteuerungen und Betriebsstrategien im Hinblick auf Versorgungs-, regionale und Netzanschlussanforderungen.
- Richten Sie Betriebsszenarien auf reproduzierbare Weise für verschiedene Systemarchitekturen ein
- Modellieren und führen Sie mehrere Betriebsszenarien parallel aus
- Wiederholen Sie Felddaten, wie z. B. Spannungssprungtests oder Netzereignisse, im Modell, um das Modell mit den Messwerten zu vergleichen
- Werten Sie Spannungs- und Frequenzleistung im Vergleich zu Netzvorschriften, wie IEEE 1547 und NERC PRC-024, für Konformitätsprüfungen aus
Videos und Beispiele
- Entwicklung elektrischer Systeme mit Simscape Electrical: Design-Abwägungen für elektrische Systeme (35:45)
- Entwicklung der Integration erneuerbarer Energien mit Simscape
Simulieren des Netzverhaltens und Optimieren der Systemreaktion
Verwenden Sie MATLAB, Simulink und Simscape Electrical, um das Verhalten der Regelstrecke auf Anlagen- und Netzebene unter normalen und fehlerhaften Betriebsbedingungen zu simulieren und die Systemreaktion in Übertragungs- und Verteilungsstudien zu bewerten.
- Validieren Sie Kraftwerksmodelle mit automatisierter Parameterschätzung, Datenaufzeichnung, Offline-Stufentests und Online-Leistungsüberwachung zur Erfüllung gesetzlicher Auflagen
- Wenden Sie Optimierungstools an, um die Abstimmung von Parametern zu automatisieren, die Abmessungen und die Platzierung der Ausrüstung anzupassen und dezentrale Energiesysteme auf Konformität mit Netzregeln wie IEEE 1547 zu testen
- Analysieren Sie Unsicherheiten und Betriebsvariabilität mithilfe von Monte-Carlo-Simulationen über Konfigurationen von Übertragungs- und Verteilnetzen hinweg.
- Erzeugen und veröffentlichen Sie automatisch Berichte zur Erfassung der Ergebnisse von Simulationsstudien mithilfe von MATLAB Report Generator.
Ausgewählte Beispiele
Videos und Beispiele
- Implementierung eines probabilistischen Energieflusssystems bei Eversource Energy (21:01)
- Energy Speaker-Reihe – Modul 1: Betrieb von Übertragungssystemen – Verbessern der Systemleistung und -zuverlässigkeit (1:07:46)
- Integration von Messdaten in Simulationen für automatisierte Modellkalibrierung (35:05)
- Modellieren eines statischen Synchronkompensators mithilfe eines Spannungsquellenkonverters
- Lastfluss gemischter AC/DC-Systeme
Entwickeln und Analysieren von Microgrids, EV-Ladestationen und Energiespeichersystemen
Ingenieure verwenden MATLAB, Simulink und Simscape Electrical, um die nächste Generation von Microgrids, intelligenten Netzen und Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge zu entwickeln. Sie können Netzwerkarchitekturen modellieren und simulieren, Analysen auf Systemebene durchführen sowie Strategien für Energiemanagement und Regelung entwickeln.
MATLAB, Simulink und Simscape Electrical unterstützen Ingenieure bei der Abschätzung der Dimensionierung elektrischer Komponenten, wie Batterien, PV-Anlagen und Notstromgeneratoren. Diese Produkte ermöglichen Ingenieuren die Erkundung des Systembetriebs, die Bewertung der Machbarkeit eines Systems sowie die Optimierung von Systemkonfigurationen durch Modellierung des Systems und parallele Durchführung von Simulationen.
Entwurf von Microgrid-Energiesystemen
Entwerfen und analysieren Sie Microgrids mithilfe von MATLAB, Simulink und Simscape Electrical.
- Integrieren Sie das Microgrid-Systemmodell in das Modell des Versorgungsnetzes.
- Verstehen und prognostizieren Sie die Auswirkungen variabler Stromquellen und Lasten auf Verteilernetze und das Versorgungsnetz.
- Entwickeln Sie Überwachungssteuerungs- und Energiemanagementsysteme für unterschiedliche Stromquellen und Lasten.
- Testen Sie mithilfe von HIL-Simulationen Algorithmen für das Microgrid-Energiemanagement mit einem Echtzeitrechner.
Ausgewählte Beispiele
Berichte von Anwendern
Videos und Beispiele
Analysieren Sie Ladesysteme für Elektrofahrzeuge.
Simulink und Simscape Electrical bieten eine Umgebung zum Entwickeln von Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge. Diese Produkte ermöglichen es Ihnen, Ladesysteme mit verschiedenen Leistungsanforderungen (z. B. Laden mit Wechselstrom (AC), Laden mit Gleichstrom (DC) mit geringer Leistung und Laden mit Gleichstrom mit hoher Leistung) und in unterschiedlichen Größenordnungen zu entwickeln.
- Implementieren Sie Lösungen für die Integration von Vehicle-to-Grid
- Untersuchen Sie die Auswirkungen verschiedener Ladesystemarchitekturen auf das Energiesystem
- Implementieren Sie Regelungsstrategien, die Lastprobleme mindern und schnell auf Änderungen des Ladebedarfs reagieren können
- Führen Sie Kapazitätsstudien durch, um einen angemessenen Umfang der Ladeinfrastruktur zur Deckung einer bestimmten Nachfrage in einem festgelegten Gebiet zu bestimmen
Ausgewählte Beispiele
Entwurf von Energiespeichersystemen
Sie können Simulink- und Simscape-Produkte verwenden, um Energiespeichersysteme zu modellieren, deren Anschluss an ein Stromnetz zu simulieren und Steuerungsstrategien zu entwickeln, um Schwankungen zu glätten und Spitzenlasten bei hoher Nachfrage zu reduzieren.
- Modellieren und simulieren Sie das Batteriesystem oder andere Energiespeichermöglichkeiten sowie das Gleichgewicht der elektrischen Regelstrecke, wie Wechselrichter, Generatoren und Schalter.
- Verwenden Sie die Simulation des Regelstreckenmodells, um die geschlossenen Regelalgorithmen und übergeordneten Regelalgorithmen des Energiemanagementsystems unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu entwickeln und zu verifizieren.
- Führen Sie Netzstudien des Energiespeichersystems als Teil eines größeren Stromversorgungssystems durch.
- Generieren Sie fehlerfreien, optimierten C Code für den Regler des Energiespeichersystems aus Simulink-Modellen.
- Generieren Sie Code aus dem Simscape-Modell des Energiespeichersystems und anderer elektrischer Komponenten, um HIL-Tests unter normalen und fehlerhaften Betriebsbedingungen durchzuführen.
Ausgewählte Beispiele
Ressourcen und Support
