eHSベースシミュレーション解析事例

太陽光発電へのHILS応用事例

2レベルインバータがフィルターを通しシンプルな配電網に接続

インバータ部分はeHS1, eHS2(1個のFPGA上に 2個のeHSブロックを置くことが出来、それぞれ最大24個のスイッチまで処理することが可能です)に割り当てられています。FPGA上の演算周期は590nsecと非常に高速です。

太陽電池と系統(この場合非常にシンプルなものです)はそれぞれCPUに割り当てられ、この部分の制御周期は40μsecです。 

2レベルインバータと配電網(複雑な場合)Vシステム事例

DC/DCコンバータ部分をeHS1に、DC/ACインバータ部分をeHS2にそれぞれ配置しています。
この場合FPGA上の制御周期はそれぞれのコアで600nsecです。

この回路の場合CPUからアナログ信号が入力されますが、この周期はCPUの周期40μsecとなります。
系統部分は1,と比べるとかなり複雑です。この場合は 東京電力 田中氏の論文から規模のイメージとして流用致しました。
この程度の規模の配電網であれば 1CPUで約40μsec程度の制御周期を実現することが可能です。

Zig Zagコンバータと配電網(複雑な場合)システム事例

配電網の規模は「2レベルインバータと配電網(複雑な場合)Vシステム事例」の項と同じですが、パワーコンディショナの部分にZig Zagコンバータを使用した事例です。

2系統のZig ZagコンバータをそれぞれFPGA上のeHS1 とeHS2に配置しています。
それぞれの制御周期は2.と同じ約600nsecです。
太陽光セルはFPGAに置かれていますが 簡単な直流電源で模擬されています。

系統と接続された需要家の詳細モデルと簡易モデル

一軒の需要家の詳細モデルと それを簡易化した家のモデルが配電網上に数十軒接続された場合の それぞれの家 及び配電網に対する影響をシミュレーションするものです。

詳細モデルでは 太陽光や燃料電池モデルの簡易的なモデルと ダイナミックとスタティックな負荷が配置されています。
一方 簡易的なモデルではこれらは抵抗等でひょげんされており、主に配電網を流れる電力の現象のシミュレーションが対象になります。

数百軒から構成される需要家群が典型的な日本の配電網に接続される

上記「系統と接続された需要家の詳細モデルと簡易モデル」の項と基本的には同じですが需要家グループが配電網の各部分に接続されており、いわゆるマイクログリッドと呼ばれる状況のシミュレーションが可能です。
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