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南洋理工大學清潔能源實驗室硬件在環(huán)測試平臺

2019-01-15 19:10:50·  來源：加拿大歐泊實時  
　
南洋理工大學 (NTU) 是新加坡的一所自主研究型大學, 全校8個院系共有 33, 000名本科生和研究生。南洋理工一直被公認為是世界最好的大學之一，在全球大學排名中一
南洋理工大學 (NTU) 是新加坡的一所自主研究型大學, 全校8個院系共有 33, 000名本科生和研究生。南洋理工一直被公認為是世界最好的大學之一，在全球大學排名中一直位于前列。在2018年的QS世界大學排名中, 南洋理工在世界排名第11位, 在亞洲排名第1位。

01、南洋理工大學清潔能源實驗室
 
清潔能源實驗室（CERL）屬于NTU電氣與電子工程學院 (EEE) , 專注于研究智能電網和微電網領域中的能源管理技術、儲能策略、功率轉換器控制和設計等方面。在對電機控制進行硬件在環(huán)（HIL）測試時, 實時仿真應盡可能接近現實。為此, 仿真采樣率應低于1微秒, 以便實現極低的通信延遲。
目前, CERL已開展若干研究項目, 其中包括由新加坡EMA公司贊助的 "加強社區(qū)市場參與的新型分層傳導式能源管理系統(HTEMS)及預測評估技術"項目。該項目自2015年5月1日起至 2018年10月30日結束。
 
每年，為了更好地履行研究生和本科生教育職責，CERL還會主持多個研究生（博士、工學碩士和理學碩士）項目，畢業(yè)設計（FYP）和設計創(chuàng)新項目（DIP）。
*項目詳細信息可在以下網站查閱http://eeeweba.ntu.edu.sg/power_projects/ntu-HTEMS/

02、挑戰(zhàn)
CERL開展的研究和教育項目主要涉及處理智能電網和微電網中新概念和應用的復雜電力系統。系統設置可能涉及多個微電網, 而每個微電網都可能包含可再生能源、儲能裝置、電力轉換器等。在項目早期階段為大型多微電網系統搭建真實硬件設施來對新控制策略進行驗證非常繁瑣，耗時極長且成本高昂。因此，對于時間和資金緊張的項目來說這種方案并不實際。

03、解決方案
在 EMA 和 NRF CREATE 的資金支持下, CERF購置了OPAL-RT實時數字仿真器 OP5600 和 OP5607。HTEMS 項目團隊利用OP5600，OP5607以及實驗室中的微電網硬件設備搭建了一個硬件在環(huán) (HIL) 平臺。該平臺通過利用仿真器對一部分電力系統進行實時數字仿真，同時連接系統中的外部硬件設備，從而實現對完整硬件和軟件系統的集成仿真。與100% 實物硬件平臺相比, HIL平臺具有設置時間更短、成本低和易于重新配置等優(yōu)點。具體來說, 可重新配置這一功能使控制器的硬件測試變得非常簡單, 還支持在仿真器上同時進行多個項目測試。

04、成果
基于該硬件在環(huán)平臺，HTEMS研究團隊對混合AC/DC微電網，混合能源儲存系統，以及動態(tài)電壓復原器等進行了多次硬件在環(huán)測試。相關研究成果已發(fā)表在多個頂級學術期刊和知名會議論文集中。
 
同時，多篇利用這一HIL平臺開展的畢業(yè)設計項目和畢業(yè)生論文已被2018 IEEE國際智能電網技術大會（ISGT ASIA）錄用。其中一個研究生論文在EEE智能電網研究生項目大賽中獲得第二名（共十個團隊參賽）。
為了進一步加強該硬件在環(huán)平臺的性能，實驗室又購置了一臺45kVA的三相功率放大器作為功率硬件在環(huán)（PHIL）設施的一部分。功率放大器使得CERL能夠接口更多的設備, 如鋰離子電池, 超級電容器, 可編程電源和負載。與目前平臺相比, 它將顯著擴大智能電網和微電網設置的測試范圍和性能特點。即將搭建的PHIL系統將有助于研究人員和學生實現更卓越的實驗結果。
 
以上用戶案例由HTEMS* 團隊提供：
首席研究員：Hoay Beng GOOI教授
助理研究員: Dr. Tripathi ANSHUMAN
團隊成員: Dr. Faranak GOLESTANEH, Dr. Benfei WANG, Dr. Yuefang DU and Mr. Jian YE
Collaborators: Dr. Kelvin, Kian Hock TAN and Dr. Abhisek Ukil
* 本研究項目由國家科研基金會、總理辦公室以及新加坡能源計劃支持，由能源市場管理局管理(EP Award No. NRF2014EWT-EIRP002-005)。
 
 
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