Réseaux électriques à grande échelle avec MATLAB, Simulink et Simscape Electrical
Analyser, concevoir et simuler des réseaux électriques à grande échelle contenant des ressources énergétiques distribuées et basées sur des onduleurs
Les ingénieurs en systèmes d’alimentation électrique utilisent MATLAB, Simulink et Simscape Electrical pour concevoir, simuler et valider des architectures de systèmes d’alimentation électrique, des stratégies de contrôle et des workflows d’intégration au réseau à travers les réseaux d’émission et de distribution. Ces produits offrent des capacités d'analyse et de modélisation pour simuler la nouvelle génération de ressources basées sur des onduleurs (IBR), telles que les ressources renouvelables, les microréseaux, les systèmes de stockage d'énergie et les réseaux de recharge de véhicules électriques, afin que vous puissiez :
- Modéliser et simuler des architectures de systèmes électriques basées sur les IBR ainsi que des stratégies de contrôle en utilisant des modèles électriques et de contrôle de haute-fidélité
- Réaliser des études d'intégration et de stabilité pour la connexion des ressources énergétiques, distribuées et basées sur des onduleurs, au réseau, et supporter les études d'interconnexion conformément aux exigences des normes de raccordement au réseau des services publics et régionaux
- Évaluer la performance du microréseau et du système de stockage d'énergie, y compris le contrôle supervisé, les algorithmes de répartition et le comportement des onduleurs formant le réseau/suivant le réseau
- Analyser l'impact de la recharge à grande échelle des véhicules électriques sur les réseaux de distribution, évaluer les effets sur la qualité de l'énergie et élaborer des prototypes de stratégies de coordination de recharge tenant compte du réseau
Modéliser des architectures de systèmes électriques avec des ressources basées sur des onduleurs
Les ingénieurs utilisent MATLAB, Simulink et Simscape Electrical pour modéliser des architectures de systèmes électriques basées sur les IBR, réaliser des études d'intégration au réseau et développer des stratégies de contrôle pour la production d'énergie renouvelable, le stockage d'énergie et les applications de microréseaux.
Développer des architectures de systèmes éoliens, solaires et de stockage
Simulink et Simscape Electrical proposent des bibliothèques de modèles de composants et de systèmes électriques préconçus et paramétrés, permettant aux ingénieurs de développer et d'évaluer des architectures de systèmes de production et de stockage d'énergie renouvelable.
- Modéliser et simuler des éoliennes et des ensembles photovoltaïques (PV) pour une analyse autonome, ou au sein d'un système plus large d'émission et de distribution
- Inclure des technologies de stockage d'énergie telles que les batteries, les supercondensateurs et les systèmes à base d'hydrogène dans vos études de design
- Étudier l'état stationnaire et la réponse dynamique du système d'énergie renouvelable en effectuant des simulations sur PC
- Explorer les configurations du système et évaluer les compromis de design pour les actifs de génération et de stockage
- Analyser le comportement du système en utilisant à la fois la simulation transitoire électromagnétique (EMT) et la simulation en domaine phasor sur des échelles de temps allant de la microseconde à plusieurs années
Sélection d’exemples
Témoignages clients
Concevoir et valider des systèmes de contrôle pour les systèmes renouvelables et de stockage
Simulink et Simscape vous permettent de concevoir des stratégies de contrôle pour la régulation de la tension et du courant, la stabilisation de la fréquence et le MPPT (Maximum Power Point Tracking), puis de tester ces contrôles pour les systèmes d'énergie renouvelable et leurs systèmes de stockage. Vous pouvez :
- Simuler la réponse de la puissance active/réactive et implémenter des mécanismes de protection
- Analyser les problèmes de qualité de l'énergie et les atténuer en utilisant des convertisseurs avec équilibrage de phase ou des filtres actifs
- Identifier les erreurs de design au début du processus avec Simulink Design Verifier, créer des cas de test pour les contrôles avec Simulink Test et vérifier la couverture de test avec Simulink Coverage
- Générer du code de production optimisé pour les contrôleurs embarqués directement à partir des modèles Simulink
- Générer le code pour le système physique et effectuer des tests en temps réel sur l'algorithme de contrôle avec des tests HIL (Hardware-in-the-Loop) dans des conditions de fonctionnement normales et en cas de défaillance
Grâce à l’approche Model-Based Design, nous pouvons diviser par au moins cinq, le temps nécessaire pour l'ensemble du cycle, depuis la définition des exigences jusqu'au test du prototype.
Sélection d’exemples
Analyser l'intégration au réseau et la stabilité des systèmes basés sur des IBR
Alors que les systèmes électriques intègrent davantage de ressources basées sur des onduleurs (IBR), la réduction de l'inertie synchrone et les contrôles rapides des convertisseurs introduisent de nouveaux défis pour la stabilité, la protection et la qualité de l'énergie. MATLAB, Simulink et Simscape Electrical aident les ingénieurs à évaluer les interactions harmoniques, les réponses en tension et en fréquence, les interactions de contrôle, ainsi que la performance en cas de défaut dans les systèmes de production d'énergie renouvelable et de stockage d'énergie.
Réaliser des études d'intégration et d'interconnexion au réseau électrique
Avec Simscape Electrical, les ingénieurs peuvent connecter des modèles de production renouvelable, de stockage et de microréseaux aux représentations des réseaux d'émission et de distribution. Cela permet d'évaluer les contrôles du système physique et les stratégies d'exploitation par rapport aux exigences des normes de raccordement, des régions et des règles d’interconnexion.
- Établir des scénarios opérationnels reproductibles dans différentes architectures de systèmes
- Modéliser et exécuter plusieurs scénarios opérationnels en parallèle
- Rejouer les données de terrain, telles que les tests d'échelons de tension ou les événements réseau, pour comparer le modèle aux mesures
- Évaluer la performance en tension et en fréquence par rapport aux codes de réseau, tels que IEEE 1547 et NERC PRC-024, pour les contrôles de conformité
Simuler le comportement du réseau et optimiser la réponse du système
Utilisez MATLAB, Simulink et Simscape Electrical pour simuler le comportement au niveau du système physique et du réseau dans des conditions de fonctionnement normales et défaillantes, et pour évaluer la réponse du système à travers des études d'émission et de distribution.
- Valider des modèles de centrale électrique en faisant une estimation automatisée des paramètres, en rejouant les données, ainsi qu'en réalisant des tests par étapes hors ligne et la surveillance des performances en ligne afin de répondre aux exigences réglementaires
- Appliquer des outils d'optimisation afin d'automatiser le réglage des paramètres, de réaliser des ajustements avisés sur la taille et l'emplacement des équipements, et de tester les systèmes de production d'énergie distribués par rapport à des codes de réseaux du type IEEE 1547
- Analyser l'incertitude et la variabilité opérationnelle en utilisant des simulations de Monte Carlo à travers les configurations de réseaux d'émission et de distribution
- Utiliser MATLAB Report Generator pour générer et publier automatiquement des rapports permettant de capturer les résultats des études basées sur les simulations
Sélection d’exemples
Vidéos et exemples
- Implémentation d’un système de flux de puissance probabiliste chez Eversource Energy (21:01)
- Série de conférences sur l'énergie – Module 1 : fonctionnement des systèmes de transmission – Améliorer les performances et la fiabilité des systèmes (1:07:46)
- Intégrer des données mesurées à des simulations pour le calibrage automatisé d'un modèle (35:05)
- Modèle de compensateur statique synchrone utilisant un convertisseur à source de tension
- Flux de charge du système mixte AC/DC
Concevoir et analyser les systèmes de microréseaux, de recharge de véhicules électriques et de stockage d'énergie
Les ingénieurs utilisent MATLAB, Simulink et Simscape Electrical pour développer la prochaine génération de microréseaux, de réseaux intelligents et d'infrastructures de recharge pour véhicules électriques. Ils peuvent modéliser et simuler l'architecture réseau, réaliser des analyses au niveau du système et développer des stratégies de gestion et de contrôle de l'énergie.
MATLAB, Simulink et Simscape Electrical aident les ingénieurs à estimer le dimensionnement des composants électriques, comme les batteries, les panneaux photovoltaïques et les générateurs de secours. Ces solutions permettent aux ingénieurs, en modélisant le système et en exécutant des simulations en parallèle, d'explorer le fonctionnement du système, d'évaluer sa faisabilité et d'optimiser ses configurations.
Concevoir des systèmes d'alimentation en microréseau
Concevez et réalisez des analyses de microréseaux avec MATLAB, Simulink et Simscape Electrical.
- Intégrer le modèle de microréseau au modèle de réseau électrique
- Comprendre et prédire l'impact de diverses sources d'alimentation et charges sur les réseaux de distribution et le réseau électrique
- Développer des systèmes de supervision et de gestion de l'énergie pour différentes charges et sources d'alimentation
- Tester les algorithmes de gestion de l'énergie des microréseaux en exécutant des simulations HIL sur une machine temps réel
Sélection d’exemples
Vidéos et exemples
- Optimisation des systèmes électriques : centrales électriques virtuelles et microréseaux (33:00)
- Implémenter des contrôleurs en droop pour les opérations îlotées des micro-réseaux distants (3:55)
- Système de gestion de l'énergie pour microréseaux utilisant l'optimisation
- Resynchronisation d'un microréseau avec le réseau principal
- Plus d'exemples de microréseaux
Analyser les systèmes de recharge des véhicules électriques
Simulink et Simscape Electrical propose un environnement pour le design d'infrastructures de recharge des VE. Ces deux produits vous offrent la possibilité de concevoir des systèmes de recharge avec différentes exigences en matière de puissance (recharge AC, recharge DC à faible puissance et recharge DC à haute puissance) et à différentes échelles. Vous pouvez :
- Implémenter des solutions pour l'intégration véhicule-réseau
- Analyser l'impact de plusieurs architectures de système de recharge sur le système d'alimentation
- Implémenter des stratégies de contrôle visant à atténuer les problèmes de charge et à répondre à l'évolution rapide de la demande de recharge
- Réaliser des études de capacité pour définir l'échelle d'infrastructure de recharge appropriée en vue de répondre à une demande donnée dans une zone désignée
Sélection d’exemples
En savoir plus
- Sans prise : la nouvelle solution de recharge pour les véhicules électriques
- Ather Energy utilise l'approche Model-Based Design pour développer des scooters électriques et des stations de recharge
- Développer des systèmes « véhicule-réseau » (V2G, Vehicle-to-Grid) avec la modélisation et la simulation
Concevoir des systèmes de stockage d'énergie
Vous pouvez utiliser les produits Simulink et Simscape pour modéliser des systèmes de stockage d'énergie afin de simuler leur connexion à un réseau électrique et concevoir des stratégies de contrôle pour lisser la variabilité et assurer l'effacement de pointe lors des périodes de forte demande.
- Modéliser et simuler le système de batterie ou tout autre moyen de stockage d'énergie ainsi que l'équilibre du système physique électrique, tels que les onduleurs, les générateurs et les interrupteurs
- Utiliser la simulation du modèle du système physique pour développer et vérifier les algorithmes de contrôle en boucle fermée et de contrôle de supervision du système de gestion de l'énergie à travers une plage de conditions de fonctionnement
- Réaliser des études de système électrique du système de stockage d'énergie dans le cadre d'un système électrique plus vaste
- Générer du code C optimisé et sans défaut pour le contrôleur de système de stockage d’énergie à partir des modèles Simulink
- Générer du code à partir du modèle Simscape du système de stockage d'énergie et des autres composants électriques afin d'effectuer des tests HIL dans des conditions de fonctionnement normales et défaillantes
Sélection d’exemples
Ressources et support
