Entwicklung und Vergleich von HIL-Simulatoren auf Basis unterschiedlicher Signalverarbeitungssysteme sowie deren Erweiterung zu einer PHIL-Emulationsumgebung für DC-Netze

  • Motivation

    Für den Ausbau des Stromnetzes im Rahmen der Energiewende werden vermehrt dezentrale DC-Netze verwendet, um erneuerbare Energiequellen, Speichersysteme und Lasten zu verbinden. Auch für den Aufbau der Ladeinfrastruktur werden zunehmend DC-Netze verwendet, um die einzelnen Ladesäulen eines größeren Ladeparks miteinander zu verknüpfen. Bei dem Betrieb eines solchen DC-Netzes kann es zu Interaktionen zwischen den einzelnen Umrichtern kommen. Aus diesem Grund wird am ETI das Verhalten dieser Umrichter untersucht. Hierzu muss sowohl ein leistungsstarkes Hardware-in-the-Loop (HIL) System für die Untersuchung der Regelungsmethoden als auch ein Power Hardware-in-the-loop (PHIL) System für die zusätzliche Betrachtung der Leistungselektronik aufgebaut werden.

     

    Aufgabenstellung

    Zu Beginn der Arbeit soll eine Einarbeitung in das Themenfeld HIL- und PHIL-Emulation erfolgen. Parallel dazu besteht ein erstes Arbeitspaket darin, sich mit der Funktionsweise des ETI-SoC-Systems und der OPAL-RT-Umgebung vertraut zu machen. Anschließend soll als erste Phase ein HIL-System aufgebaut werden, wobei die Emulation der Hardware sowohl auf dem ETI-SoC-System als auch dem OPAL-RT-System erfolgen soll. Mit den funktionsfähigen Systemen kann im Anschluss ein Benchmark-Vergleich durchgeführt werden. Als Erweiterung soll danach das System zu einer PHIL-Umgebung ausgebaut werden, wozu eine Anbindung von DC-Emulatoren an die Systeme implementiert werden muss. Abschließend erfolgt die Validierung der PHIL-Systeme.