Germany - Technical simulator for research, testing and science - Delivery and commissioning of a Power-Hardware-in-the-Loop system

Das zu beschaffende Gerät ist ein Power-Hardware-in-the-Loop-System (PHIL), bestehend aus einem Hardware-in-the-Loop Simulator (Echtzeitsimulator) sowie einem Verstärker (RCP-PHIL-Umrichter Der zugehörige Echtzeitsimulator soll realitätsnahe Modelle von Nieder-, Mittel- und Hochspannungsnetzen sowie Ortsnetztransformatoren in Echtzeit berechnen und zusätzlich die Echtzeitsimulation leistungselektronischer Komponenten, ggf. durch FPGA-Unterstützung, ermöglichen. Die Anschlussausführung der analogen und digitalen Ein- und Ausgänge kann über D-Sub-Steckverbinder erfolgen. Andere gleichwertige Steckverbinder sind ebenfalls zulässig, sofern die in dieser Leistungsbeschreibung geforderten elektrischen und funktionalen Anforderungen erfüllt werden. Der RCP-PHIL-Umrichter wandelt die Stellgrößen des Echtzeitsimulators in physikalische Spannungs- und Stromsignale um und muss Teilnetze einer Hardware-Niederspannungsnachbildung (Nicht Teil des Angebots) versorgen können. Hierfür ist eine Nennleistung von mindestens 32 kVA erforderlich. Außerdem soll der Verstärker in der Lage sein, unabhängig von dem Echtzeitsimulator als Umrichter mit beliebigem Regelungskonzept im integrierten Verteilnetzlabor betrieben zu werden. Durch bereits auf dem Umrichter implementierte Regelungskonzepte wird dieser Nutzungszweck vereinfacht. Das Gerät wird die Funktionen eines Rapid-Control-Prototyping-Umrichters sowie eines PHIL-Verstärkers vereinen, daher wird die besondere Bezeichnung als RCP-PHIL-Umrichter. Detaillierte technische Anforderungen werden in der nachfolgenden Tabelle definiert. Besonders relevant ist ein bereits erprobtes und aufeinander abgestimmtes PHIL-Gesamtsystem. Aufgrund der dynamischen Kopplung zwischen Echtzeitsimulator, Leistungsverstärker, Kommunikationsschnittstelle, Filterelementen und Regelung können bereits geringe Verzögerungen oder nicht abgestimmte Parameter zu Instabilitäten der Regelschleife, erhöhtem Aufwand bei der Inbetriebnahme und dadurch zu verzögertem Erreichen der Forschungsziele führen. Daher wird ein plug-and-play-fähiges Gesamtsystem erwartet, dessen Funktionsfähigkeit im Rahmen der Inbetriebnahme und Schulung nachzuweisen ist. Eine gemeinsame mechanische Integration von Echtzeitsimulator und Leistungsverstärker in einem Rack ist nicht vorgesehen. Eine modulare, getrennte Ausführung ist ausdrücklich zulässig und im Hinblick auf die flexible Einbindung des Echtzeitsimulators in unterschiedliche Laboraufbauten sogar vorteilhaft. Entscheidend ist, dass beide Komponenten funktional und elektrisch abgestimmt als Gesamtsystem betrieben werden können