Soluções de simulação em tempo real para redes de energia e eletrônica de potência

Da imaginação... Para o tempo real

Outros clientes (lista parcial)

Bharat Heavy Electricals Ltd, Delta Electronics, Denso, EDF, EPGH Singapore, Fraunhofer IWES, GE Energy, GE India Technology Centre, Hitachi, Indian Central Power Research Institute, Mitsubishi, Nari-Relays Electric, Panasonic, Senvion, Rockwell Automation Canada, Sandia National Laboratories, Schneider, TMEIC Japan, XJ Group China e vários outros fabricantes, centros de P&D e universidades em todo o mundo.

Nossos clientes

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Jean BélangerCEO & CTO

Ao longo dos anos, a OPAL-RT TECHNOLOGIES se tornou a líder mundial no desenvolvimento de simuladores digitais em tempo real e equipamentos de teste Hardware-in-the-Loop (HIL) para sistemas elétricos, eletromecânicos e eletrônicos de energia. Em resumo, nós ajudamos os engenheiros a desenvolver, testar e validar mais rapidamente.

Nosso software permite que os usuários desenvolvam rapidamente modelos adequados para simulação em tempo real, enquanto minimizam o investimento inicial e seu custo de propriedade.

Nós oferecemos uma linha completa de soluções para simulação integrada em tempo real: a família de produtos ePOWERgrid que simula tudo, desde fenômenos eletromagnéticos rápidos até a estabilidade transiente de grandes sistemas de energia, permitindo que engenheiros

e cientistas de sistemas de energia otimizem a segurança, eficiência e desempenho de microrredes, fontes de energia renovável e grandes redes de energia interconectadas.

Temos parcerias com empresas de energia e laboratórios de pesquisa no mundo inteiro. Em 2012, seguindo um acordo firmado com a IREQ (instituto de pesquisa da Hydro-Quebec), a OPAL-RT lançou o HYPERSIM, um simulador de sistema de energia poderoso e intuitivo para distribuidoras, centros de P&D e fabricantes, baseado em décadas de pesquisas realizadas pela Hydro-Quebec.

De acordo com a nossa visão, nós fornecemos soluções poderosas, versáteis e com boa relação custo-benefício, portanto, otimizando o seu retorno sobre o investimento através de serviços de engenharia de alta qualidade.

Soluções de energia confiáveis para você

Plataforma de Múltiplos Hardwares

É possível executar essas soluções em hardware aberto da OPAL-RT, desde sistemas portáteis até arquiteturas de grandes computadores em super escala, dependendo dos requisitos de simulação em tempo real.

Visão geral da simulação de sistemas elétricos

As soluções da OPAL-RT cobrem todas as necessidades de redes de energia tradicionais e eletrônica de potência em tempo real, e, tão rapidamente quanto uma simulação em tempo real, também oferecem um nível inigualável de escalabilidade para projetar, simular e testar complexos sistemas de energia de nova geração. Inclusive, os sistemas em tempo real da OPAL-RT ajudam na realização de estudos de viabilidade, desenvolvem novos conceitos, projetam e testam controladores para uma ampla variedade de aplicações, incluindo conversores pequenos de energia, dispositivos elétricos híbridos, grandes redes de energia e sistemas de energia renovável.

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1 Hz(1 s)

20,000

30,000

10,000

2,000

1,000

500

100

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100 Hz(10 ms)

20 KHz(50 µs)

100 KHz(10 µs)

Frequência e período do fenômeno transitório simulado

1 MHz(1 µs)

Compatível com o sotware eFPGAsim

Compatível com o sotware eFPGAsim

10 MHz(100 ns)

100 MHz(10 ns)

Número de nós tde uma fase

HYPERSIMSimulação de sistemas de energia em grande escala para distribuidores e produtores 10 μs até 100 μs de incremento temporal

eMEGAsimSimulação de sistemas de energia e eletrônica de potência baseado em Matlab/Simulink & SimPowerSystem 10 μs até 100 μs de incremento temporal

eFPGAsim - eHS & eMMCsimSimulação de eletrônica de potência em FPGA 100 ns até 1 μs de incremento temporal

ePHASORsimSimulador em tempo real da estabilidade transitória 10 ms de incrementotemporal

Aplicações• Rede inteligente e energia renovável• Sistemas de transmissão e distribuição em grande escala • Sistemas SCADA e de automação• Unidades de medição fasorial (PMU) e dispositivos

de proteção• Sistemas tipo More Electric Aircraft, Trains & Ships• Desenvolvimento de controlador de eletrônica

de potência• Simulação MMC, CCAT e FACTS

Escolha a tecnologia certa para você através da frequência do fenômeno transitório simulado, bem como do número de nós

Simulador em tempo real de sistemas de energia HYPERSIM

HYPERSIM é o único simulador digital em tempo real com a potência para simular e analisar sistemas de energia de escalas muito grandes, com mais de 2.000 barramentos trifásicos. É utilizado para aceitação de fábrica e para teste de integração do sistema, e também para trabalhos de P&D e testes de comissionamento. Esta solução baseia-se em arquitetura aberta, processamento paralelo de alta velocidade e escalabilidade modular para disponibilizar simuladores em tempo real padronizados, projetados para atender às crescentes necessidades das empresas e produtores mais exigentes. Sua interface intuitiva e conveniente permite que os engenheiros criem topologias complexas de sistemas de energia e abordem questões operacionais e de confiabilidade em um único dia.

Baseado em décadas de pesquisas realizadas pela Hydro-Quebec em um dos sistemas de energia mais complexos do mundo, o HYPERSIM é uma solução cada vez melhor e com um histórico comprovado. Como resultado, ele está se tornando rapidamente o novo padrão para sistemas de energia de grande escala.

Quem precisa do HYPERSIM

Distribuidores

Fabricantes de equipamentos para empresas de energia

Centros de pesquisa

Departamento de engenharia elétrica de universidades

Indústrias com infraestrutura elétrica de grande proporção

Laboratórios de teste de sistemas de proteção

Clientes como: HQ, CEPRI, NIPA, Siemens, RTE

Aplicações

Tudo relacionado à geração, transmissão e distribuição dos sistemas de energia, incluindo:

MMC, CCAT, FACTS, SVC, STATCOM

Microredes: PV, turbina eólica, gerador, células de combustível, bancos de capacitores

Rede inteligente

PMU e SCADA (C37.118)

Sistemas de relés e de proteção (IEC61850, DNP3, e muito mais)

Armazenamento de energia

Power HIL, Hardware-In-the-Loop e Controller-In-the-Loop (CHIL)

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Benefícios

• Potência e escalabilidade inigualável (redes muito grandes)• Confiabilidade extrema desenvolvida e validada por um laboratório de simulação de sistemas de energia

mundialmente conhecido no instituto de pesquisa da Hydro-Quebec (IREQ), e selecionado pela francesa TSO RTE, State Grid Corporation of China (SGCC) e várias outras empresas quando se trata de projetos críticos

• Produtividade aumentada para aceitação da fábrica e testes de integração• Velocidades mais rápidas de teste com recursos flexíveis e intuitivos

Recursos

Escalabilidade extrema utilizando computadores prontos para usoSistemas de energia com milhares de barramentos trifásicos integrados com vários sistemas CCAT e FACTS podem ser simulados com centenas de processadores de última geração da INTEL™ compartilhando a mesma memória. Tal capacidade, disponível com tecnologias prontas para uso, está além do alcance de soluções dos concorrentes, que usam computadores feitos sob medidas e placas de comunicação

Facilidade de uso com a alocação de um processador totalmente automatizadoA simulação de rede de energia em grande escala é realizada facilmente já que os núcleos disponíveis do processador são automaticamente alocados para simular cada subsistema da rede sem qualquer intervenção manual

Modificações de parâmetro em tempo realOs usuários podem modificar e configurar o sistema de energia e os parâmetros do circuito de controle facilmente, mesmo enquanto a simulação está acontecendo em tempo real ou no modo offline. A maioria das soluções dos concorrentes não permite modificar com precisão os valores de impedância do circuito RLC

Simulação acelerada no mesmo hardwareO HYPERSIM pode ser utilizado como um laptop padrão, servidor para estação de trabalho, supercomputador e até em nuvem para acelerar uma grande simulação para otimização offline e para análise MonteCarlo

Modelos validados de conversão de energia LCC e MMCO HYPERSIM inclui modelos LCC, CCAT e FACTS baseados em tiristores e validados contra testes de campo, bem como modelos de sistema CCAT e MMC

Rica biblioteca de modelos de linhas de transmissão, transformadores, carga e dispositivos de proteçãoModelos validados de todos os componentes dos sistemas de energia são fornecidos com a habilidade de modificar os parâmetros manualmente ou a partir do programa de gerenciamento de teste enquanto a simulação está acontecendo

Servidor de E/S para gestão simples das conexõesO HYPERSIM fornece um servidor de E/S que permite a gestão simples das conexões entre o simulador e os sinais de E/S recebidos do equipamento real, tais como equipamentos de proteção e sistemas de controle

E/S baseada em FPGA e sistema de simulação com incremento temporal de sub-microssegundosO HYPERSIM é integrado com o simulador em tempo real da OPAL-RT e com o sistema de E/S, permitindo o uso de placas multi-FPGA para implementar rápidos modelos eletrônicos de potência funcionando com incrementos temporais de sub-microssegundos, para alcançar a máxima precisão. Tal recurso é útil na simulação de conversores de fontes de tensão muito rápidos instalados em microrredes e sistemas industriais

* Compatível com o eFPGAsim. Fale com um de nossos representantes de venda.

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Simulador de sistemas de energia e eletrônica de potência em tempo real eMEGAsim

O eMEGAsim é o único simulador digital em tempo real baseado em MATLAB™/Simulink™/SimPowerSystems™ para o desenvolvimento e teste dos sistemas de proteção e de controle usando a simulação HIL. Utilizado para ensino, serviços de P&D e testes HIL, o eMEGAsim simula de forma precisa os transientes eletromagnéticos requeridos pelas redes de energia e pelos sistemas de eletrônica de potência e conversores muito rápidos e complexos.

Quem precisa do eMEGAsim

Laboratórios de pesquisa e universidades

Produtores de energia incluindo sistemas industriais e de transporte

Todos os usuários do SimPowerSystems™ que querem acelerar a simulação de sistemas complexos ou realizar simulações e testes HIL

Clientes como: ABB, Alstom, EDF, KTH, Mitsubishi Electric, Nari Relay

Aplicações

Tudo relacionado ao desenvolvimento e teste de equipamentos de proteção e de controle

Simulação de sistemas de energia em grande escala requerendo até 32 processadores

Sistema de transmissão CCAT em linha comutada - desenvolvimento e teste do controlador

Modelagem e prototipagem de controle rápida do controlador de turbina eólica

Teste de Power HIL, Hardware-In-the-Loop e Controller-In-the-Loop (CHIL)

IEC 61850 - Teste de equipamento de proteção e relé

MMC, FACTS, STATCOM

Rede de energia completa de embarcação elétrica

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Benefícios

• Melhor desempenho com relação ao custo em comparação com qualquer simulador de tempo real comercial disponível• Alta precisão de simulação com incrementos temporais de simulação tão pequenos quanto 10 microssegundos• Solução muito aberta, que permite escalabilidade modular

Recursos

A mais alta precisão e velocidade para simulação de redes e sistemas eletrônicos de potência em FPGAO eMEGAsim usa as exclusivas soluções ARTEMiS e SSN desenvolvidos pela OPAL-RT para aumentar a velocidade, precisão e estabilidade numérica para a simulação de sistemas críticos. O mais alto desempenho é alcançado ao utilizar o processamento paralelo e técnicas avançadas para eliminar erros causados por atrasos artificiais utilizados com soluções convencionais para simulações paralelas

Totalmente integrado com os produtos Mathworks™ para uma melhor interconectividadeO eMEGAsim é totalmente compatível com MATLAB™, Simulink™, SimPowerSystems™ e vários outros programas comerciais para modelagem, automação de teste e geração de relatório

Ambiente de simulação integrada RT-LAB™O RT-LAB™ é o principal ambiente de simulação integrado da OPAL-RT para aplicações em tempo real. Ele permite que os engenheiros realizem computação paralela distribuída para simulação em tempo real de modelos grandes e complexos para aplicações HIL e RCP. Com sua interface interativa, o RT-LAB™ fornece todas as funcionalidades necessárias para configurar e gerenciar as funções do simulador e interagir com simulações em andamento, tornando o desenvolvimento e teste do modelo mais simples. O RT-LAB™ também permite que vários programas comerciais façam rapidamente interface com o simulador eMEGAsim

Rica biblioteca de componentes dos sistemas de energia Modelos validados de todos os componentes dos sistemas de energia são fornecidos, incluindo as linhas e cabos dependentes de frequência, cargas, máquinas e motores

Modelos de conversão MMC validadosO eMEGAsim inclui tiristores baseados nos modelos LCC, CCAT e FACTS. Também é possível a simulação HIL de um sistema MMC CCAT com mais de 1000 células MMC por braço, utilizando processadores padrão ou chips FPGA

Modificações de parâmetro em tempo realOs usuários podem modificar e configurar os parâmetros do sistema de controle e outros modelos mecânicos implementados com o Simulink™ e o Simscape™, mesmo enquanto a simulação está acontecendo em tempo real ou no modo offline

Controle de teste automáticoTestes automáticos e estudos de otimização podem ser implementados usando os scripts NI TestStand™, LabVIEW, Java, C e Python™

Interface com o ePHASORsimO eMEGAsim é totalmente interfaceável com a simulação de estabilidade transitória ePHASORsim. O módulo de simulação ePHASORsim no modo de fasores é interfaceado com o Simulink™ e pode ser executado simultaneamente com a simulação de transiente eletromagnético SimPowerSytems™/ARTEMiS

Simulação de grandes sistemas distribuídos com até 600 nósO eMEGAsim permite a simulação dos sistemas de distribuição com mais de 600 nós ou menos de 100 microssegundos. Tal desempenho está fora do alcance das soluções da concorrência, conforme o alcançado usando o exclusivo dispositivo de resolução paralela SSN

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Simulador de estabilidade transitória em tempo real ePHASORsim

O ePHASORsim realiza simulação de estabilidade transitória em tempo real de forma mais rápida para as redes de transmissão e distribuição com milhares de barramentos. Sua solução de domínio fasorial com um incremento temporal típico de poucos milisegundos permite que os valores de tensão eficaz e ângulos de tensão e corrente sejam computados, bem como potências ativas e reativas, frequência da máquina, valores de referência, etc. para cada ponto em um sistema. Ele é perfeito para simulação interativa em tempo real e estudos de operação.

Quem precisa do ePHASORsim

Empresas de energia para:

• Treinar operadores

• Testar sistemas SCADA

• Predizer as respostas do sistema mais rápido do que em tempo real

Instalações de pesquisa com foco em:

• Simulações da estabilidade transitória para sistemas em uma faixa de 30.000 nós

• Algoritmos de estimativa do estado/proteção/controle de área ampla

• Ferramentas EMS e algoritmos tais como AGC e limitação de carga

• Fluxos PMU e aplicações PDC

• Estudos de sistema com números massivos de penetração renovável

• Projeto e teste dos controladores locais tais como os reguladores de tensão

• Medição avançada e rede de informação

• Impacto dos perfis de carga nas redes de distribuição

Clientes como: TNBR (Malásia), Fraunhofer IWES (Alemanha), GE Energy (EUA), IIT (Índia), CEPRI (China), Universidade de Dublin (Irlanda), Universidade de Lille (França)

Aplicações

Projeta e testa sistemas de controle e proteção de área ampla em sistemas SCADA usando medidas PMU para controle de tensão e de potência

Simulador de treinamento do operador para sistemas de transmissão usando modelos de rede com sequência positiva balanceada e para sistemas de distribuição usando modelos de rede fase-por-fase não balanceadas

Teste da interação entre os sistemas de transmissão FACTS e CCAT em estabilidade dos sistemas interconectados usando uma simulação com frequência fundamental antes de realizar simulações EMT detalhadas

Teste e otimização dos controles da máquina em estabilidade do sistema (reguladores de tensão, reguladores de velocidade, estabilizadores da potência do sistema)

Trabalhos educacionais e de pesquisa

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Benefícios

• Solução muito eficiente para a simulação do fenômeno de estabilidade transitória eletromecânica em redes de energia muito amplas

• Uma plataforma de teste de automação que acelera o teste e a análise de contingência• Melhor conectividade e integração de terceiros• Simulação baseada em processamento automático paralelo• Biblioteca extensível de modelos através de interface baseada no Modelica (FMU)

Recursos

Simulação de sistema de energia de grande escala em tempo realSimula redes de energia com até 30.000 sistemas de distribuição de nós incluindo mais de 70.000 portas entrada e saída, bem como milhares de geradores, linhas de transmissão, cabos, cargas e transformadores. Também simula geradores síncronos com estabilizadores do sistema de energia, sistemas de excitação, controladores de turbina e vários reguladores de tensão e velocidades de máquina

Plataforma de automação de teste Realiza a automação de teste usando os scripts Python™, usa o ScopeView para gravar, exibir e analisar os resultados e modificar os parâmetros enquanto a simulação está acontecendo

Biblioteca de modelos rica e expansívelA biblioteca embutida inclui gerador, fonte de tensão, carga, linha de transmissão, estabilizador do sistema de energia, reator, blocos externos Simulink™, etc. Além disso, uma biblioteca de modelos baseada no Modelica inclui vários tipos de geradores e controladores

Conectividade de terceirosO ePHASORsim é interfaceado com o Simulink™, SimPowerSystems™ e SimScape para permitir que os usuários desenvolvam seus próprios modelos de carga, controle e proteção. Ele também é interfaceado com o Excel™ e com PSS/e do PTI™’s para importar os arquivos de dados de rede

Integração de terceiros através dos protocolos da EthernetO ePHASORsim está se tornando uma ferramenta padrão onde o usuário quer interagir com o dispositivo de simulação através de vários tipos de protocolos de comunicação. Essa aplicação inclui os comandos de envio e os recursos de monitoramento que são necessários para teste das ferramentas SCADA e EMS, e algoritmos de controle de área ampla. Algumas das histórias dos usuários incluem a integração com a caixa de ferramentas AGC da ETAP para controle da frequência de carga, e o pacote RDMS da EPG para fluxos PMU-PDC e aplicações de visualização

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Simulador em tempo real baseado em FPGA para eletrônica de potência eFPGAsim

O eFPGAsim combina o desempenho dos simuladores digitais de alta fidelidade com latência muito baixa de comunicação para fornecer aos engenheiros de eletrônica de potência uma plataforma HIL fácil de utilizar para o desenvolvimento e teste dos sistemas de controle e de eletrônica de potência que requerem capacidades de incrementos temporais abaixo de microssegundos.

Quem precisa do eFPGAsim

Centros de pesquisa

Departamento de engenharia elétrica de universidades

Fabricantes de unidades de motores elétricos

Fabricantes de sistemas de conversores PV

Produtores de sistemas de transmissão e distribuição de energia

Clientes como: AEG, APERT, FORD, GE, National Instruments

Aplicações

Simular sistemas de eletrônica de potência e motores elétricos para estudos de viabilidade, projeto e teste

Teste e desenvolvimento de sistema de controle e proteção

Simulação e teste HIL de unidades industriais e de tração do motor, conversores de energia industrial, condicionadores de energia solar, conversores multinível e inversores

Sistemas tipo More Electric Aircraft, Trains & Ships

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Benefícios

• Precisão aumentada na simulação de circuitos elétricos rápidos e complexos, bem como acionadores, por meio de atualizações muito pequenas de incrementos temporais do modelo, entre 200 ns e 1 μs

• Fácil desenvolvimento de modelo utilizando o editor esquemático elétrico do SimPowerSystem™, PSIM™ e PLECS™• Detectar erros nos estágios iniciais do projeto• Velocidade aumentada de desenvolvimento e implementação de novos algoritmos de controle

Recursos

Geração do modelo FPGA automático a partir do circuito com eHS A inovadora tecnologia eHS, uma solução de hardware em FPGA elétrico genérico, é o coração da solução eFPGAsim. Ele foi criado para facilitar o ciclo de projeto de simulação de circuito complexo no FPGA permitindo uma integração gradual das configurações da simulação a partir da simulação offline para a simulação no chip FPGA

Implementação HIL confiável da nova geração de controladores para acionamentos elétricosOs usuários podem testar os controladores do motor simulando as condições de falha de teste, bem como realizar a injeção de falha virtual nos conversores, pontes e motores elétricos, e Análise de Elemento Finito

Geração de modelos específicos e personalizados da aplicação que podem ser implementados em um dispositivo FPGA com RT-XSGO RT-XSG é uma caixa de ferramentas Simulink™ que oferece um meio conveniente de construir modelos. Ele oferece maior flexibilidade, permitindo que os usuários implementem seus próprios cálculos e modelos no FPGA

Implementação do modelo MMC no FPGAOs modelos MMC FPGA incluem até 6000 submódulos MMC, e funcionam em 250ns

Automatic FPGA model generation from the circuit With eHS

Geração do modelo FPGA automático a partir do circuito com eHS

FPGA

Circuit Editor(SPS, PSIM, PLECS)

Automatic Model Generation

eHS

Editor de circuito(SPS, PSIM, PLECS)

Geração de modeloautomático

eHS

Geração automática do modelo de circuito elétrico:

• Sem modelagem matemática

• Sem experiência em FPGA necessária

• Sem programação VHDL

• Sem necessidade da ferramenta Xilinx Blockset ou outras ferramentas Xilinx FPGA

Nossa presença no mundo

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OPAL-RT Matrizes corporativas

1751 Richardson, Suite 2525 Montréal, Québec Canada H3K 1G6Tel: +1 514-935-2323 Fax: +1 514-935-4994

ÍNDIA OPAL-RT India Pvt Ltd

100 ft road, IndiranagarBangalore - 560 038 IndiaPhone: +91.80.2520.0305Fax: +91.80.2520.0105

AUSTRÁLIA OPAL-RT Australia

Unit # 3, 5 WELD StreetPrestonsNew South Wales 2170AustraliaTel: +61 1300 72 12 50Fax: +61 1300 72 12 60

EUROPA OPAL-RT Europe S.A.

196 Houdan Street92330 Sceaux FrancePhone: +33 9 67 23 07 84Fax: +33 9 70 60 40 36

EUA OPAL-RT Corporation

26 Summit Street, BrightonMI 48116 USAPhone: +1 (734) 418-2961Fax: +1 (866) 462-5120

www.opal-rt.com

Sobre a OPAL-RT TECHNOLOGIESA OPAL-RT é líder mundial no desenvolvimento do Simulador Digital em Tempo Real baseado em PC/FPGA, equipamentos de testes Hardware-in-the-Loop (HIL) e sistemas de prototipagem rápida de controle (RCP) para projetar, testar e otimizar sistemas de controle e de proteção utilizados em redes de energia, eletrônica de potência, acionadores motorizados, indústria automotiva, trens, aviões e várias indústrias, bem como centros de P&D e universidades.