Power Hardware In the Loop Testfeld

PHLI

Das PHIL System ermöglicht die Zeit von der Konzeption zur Marktreife für neue Technologien zu reduzieren.

Eine reale Hardware, die auf dem Markt gebracht werden soll, ist über Leistungsverstärker mit einem in Echtzeit simulierten Netz verbunden, so dass z.B. sowohl reale Betriebsbedingungen als auch Fehlerfälle in dieser kontrollierten Umgebung getestet werden können.

Dazu liefert der Simulator am Ausgang in jedem Rechenschritt, typischerweise 50 Mikrosekunden, den Wert für Spannung bzw. Strom an der Stelle des simulierten Netzes, an der das Testobjekt angeschlossen sein soll. Dieses Signal wird an die Leistungsverstärker gesendet, die diese Werte dann als tatsächliche elektrische Größen an das Testobjekt ausgeben. Das reale Testobjekt, zum Beispiel eine Ladestation für Elektrofahrzeuge, „sieht“ so an seinen Eingangsklemmen ein reales Stromnetz, aus dem es Leistung entnehmen (und auch gegebenenfalls zurückspeisen) kann. Diese Leistung wird gemessen und an den Echtzeitsimulator zurückgesendet, der sie entsprechend im nächsten Rechenschritt der Simulation einrechnet, so dass das simulierte Netz auf das reale Testobjekt reagiert.

Es kann also sowohl der Einfluss einer realen Hardwarekomponente auf jedes beliebige Stromnetz als auch der Einfluss von jedem beliebigen Netz (inklusive verschiedener Fehlerfälle) auf die zu testende Hardware getestet werden.

1MVA Prüffeld

Egston Markus Breig / KIT
Egston Power Amplifier

Das PHIL Labor ermöglich es neuer Technologien (z.B. Elektrofahrzeugen) mit höherer Leistung in simulierten Umgebungen zu prüfen.

Um diese realen Testobjekte in der simulierten Umgebung zu testen, steht eine Leistungsverstärkereinheit aus fünf bidirektionalen 200kVA Verstärkern mit jeweils 6 Kanälen von Egston zur Verfügung, die für eine Gesamtleistung bis 1MVA zusammengeschaltet werden können.

Verschiedene Verschaltungen der Verstärker ermöglich z.B. folgende Strom- bzw. Spannungsbereiche:

  • Dreiphasige AC Spannung bis 850 V bei einem Strom von bis zu 200 A

  • Dreiphasige AC Spannung bis 430 V bei einem Strom von bis zu 1,25 kA

  • Einphasige AC Spannung bis 1 kV bei einem Strom von bis zu 375 A

  • Einphasige AC Spannung bis 500 V bei einem Strom von bis zu 1,3 kA

  • DC Spannung bis 1,5 kV bei einem Strom von bis zu 530 A

  • DC Spannung bis 200 V bei einem Strom von bis zu 4,5 kA (kurzzeitig 6 kA)