Opal-RT 電力 HIL 實現您的高功率元件/設備測試
2014.04.08硬體迴路即時模擬(Hardware-In-the-Loop, HIL)的運作概念已被廣泛運用在電力系統以及電力電子相關領域的研產品研究、設計、測試以及驗證工作上，如控制器設計與開發、系統保護設備的規劃與測試、產品雛型功能測試與驗證等等。進行HIL之工作時，會透過即時模擬器模擬待測產品/設備可能會遇到的情境，並藉由通訊協定或是低功率的類比/數位訊號讓待測設備「誤以為」運作在實際環境中，藉此測試待測設備的功能。目前HIL的運作概念已延伸到高功率元件/設備的測試應用，進行諸如電力轉換器、發電機、FACTS等等的研究與測試工作。這種延伸的應用方式被稱為Power hardware-in-the-loop (PHIL)。
PHIL在概念上可以說是HIL的延伸應用，其藉由功率放大器將HIL系統產生的模擬信號放大成實際的功率進行輸出，進一步產生高功率設備所需的即時模擬與測試環境。(見下方示意圖) 藉由 PHIL 讓分散式儲能系統(Distributed Energy Storage Systems, DESS)或分散式發電系統(Distributed Generation, DG)等設備結合電網模型進行即時模擬的能力，可以提供更先進、更真實的即時模擬與測試環境。
透過PHIL進行模擬與測試工作時，待測設備的表現將猶如運作在實際電網系統之中。因此，透過PHIL的方式，能夠在幾乎沒有風險的模擬測試環境中進行如故障測試、跳脫測試，以及其他更廣泛的研究與測試工作。若要能夠完全騙過待測設備，讓其誤以為PHIL所提供的情境為真實的情況，那麼即時模擬器在此扮演著很重要的角色。即時模擬器必須能夠整合功率放大器且具備能夠精確的計算系統模型、進行低功率的電壓與電流訊號的輸入與輸出工作。
Opal-RT的即時模擬器具備上述特性，其能夠結合功率放大器，以高精度、低失真、高帶寬、低相位延遲的方式滿足PHIL的嚴格需求。Opal-RT的即時模擬器整合次微秒級的FPGA模型，能夠即時模擬複雜的電力電子設備的運作行為。此功能對於一些進階的HIL測試工作來說相當重要。例如，若是要結合實際設備如燃料電池來建立HIL系統，進行電力電子控制器的IGBT控制邏輯相關測試與研究，那麼藉由此功能精確的接收IGBT控制信號並進行電網系統即時模擬的能力將會嚴重影響到HIL系統的準確性。Opal-RT 能提供具上述功能的即時模擬器滿足電力公司、供應商、製造商以及研究單位先進且具開發彈性的即時模擬設備的需求。
近年來，PHIL已在多項研究計畫中產出豐碩的成果，如風力發電轉換系統、燃氣微型渦輪結合分散式網路和小規模的分散式發電系統。法國最大的電力公司 Electricite De France 公司 建立一個用來預測並跟隨電力系統發展的概念電網。為使概念電網更能夠反映出真正的配電網的行為，EDF 建造一個有模型屋的住宅社區，每間屋子都有真實設備或是未來將會使用的設備，如智慧型計數器、遙控電器、微型風力發電機，甚至是太陽能板等等。此概念電網中加入了具功率放大器實功輸出的Opal-RT即時模擬器，使該電網具備「 智能」電網的特性。
OPAL-RT與電子設備研發、設計、生產和服務的領導者 Puissance Plus 公司是伙伴合作關係，藉由 P+ 功率放大器的幫助，OPAL-RT即時模擬器能更輕易地結合閉路特性的高功率設備，這讓如電池、逆變器、或其他孤島電網和智慧電網元件等需要雙向能量交換的設備測試更加簡單。同時，OPAL-RT跟Triphase公司的合作關係也提供了解決方案給迅速發展的複雜高效能工業用電力系統，包括電動汽車和電網控制，Triphase功率放大器也提供了結合閉路裡的高功率設備和OPAL-RT即時模擬器的方法。OPAL-RT致力與專家建立合作關係，為顧客提供世界級領先解決方案。
| 關於Opal-RT Technologies
Opal-RT Technologies 公司創立於1997年，總部位於加拿大魁北克，致力於擴充、加強即時模擬系統的彈性與功能，並以最平實的價格提供快速及完整的測試平台，讓工程師及研究專家在對誤差值與精密度都極要求的條件下，進行原型建構以及Hardware-in-the-loop測試。
