MATLAB, Simulink 및 Simscape Electrical을 활용한 대규모 전력망
분산 에너지 및 인버터 기반 발전원을 포함한 대규모 전력망의 분석, 설계 및 시뮬레이션
전력 시스템 엔지니어는 MATLAB, Simulink 및 Simscape Electrical을 사용해 송배전망 전반에 걸친 전력 시스템 아키텍처, 제어 전략 및 계통 통합 워크플로를 설계하고 시뮬레이션하며 검증할 수 있습니다. 이 제품들은 재생 가능 자원, 마이크로그리드, 에너지 저장 시스템, EV 충전 네트워크와 같은 새로운 세대의 IBR(인버터 기반 발전원)을 시뮬레이션하기 위한 분석 및 모델링 기능을 제공하여 사용자는 다음과 같은 작업을 수행할 수 있습니다.
- 고충실도 전기 및 제어 모델을 사용한 IBR 기반 전력 시스템 아키텍처와 제어 전략의 모델링 및 시뮬레이션
- 인버터 기반 발전원 및 분산 에너지 자원을 전력망에 연결하기 위한 계통 통합 및 안정성 분석 수행 및 유틸리티 및 지역 계통 연계 규정 요구사항에 대한 계통 연계 분석 지원
- 감독 제어, 디스패치 알고리즘, 계통 형성 및 계통 추종 인버터 거동을 비롯한 마이크로그리드 및 에너지 저장 시스템의 성능 평가
- 대규모 EV 충전이 배전망에 미치는 영향 분석, 전력 품질에 대한 영향 평가 및 계통 인지 충전 협조 전략 프로토타이핑
풍력, 태양광 및 저장 시스템 아키텍처 개발
Simulink 및 Simscape Electrical은 사전 구축되고 파라미터화된 전기 컴포넌트 및 시스템 모델 라이브러리를 제공하여, 엔지니어들은 이를 통해 재생 에너지 발전 및 저장 시스템 아키텍처를 개발하고 평가할 수 있습니다.
- 독립적인 분석을 위해 또는 더 넓은 송배전 시스템 내에서 풍력 터빈 및 PV(태양광) 어레이의 모델링 및 시뮬레이션
- 배터리, 슈퍼커패시터 및 수소 기반 시스템 등의 에너지 저장 기술을 포함한 설계 분석
- 데스크탑 시뮬레이션을 실행해 재생 에너지 시스템의 정상 상태 및 동적 응답 연구
- 시스템 구성 탐색, 발전 및 저장 자산에 대한 설계 트레이드오프 평가
- 마이크로초에서 수년에 이르는 시간 범위에 걸친 EMT(전자기 과도) 시뮬레이션 및 페이저 영역 시뮬레이션을 활용한 시스템 거동 분석
주요 예제
자세히 알아보기
재생 에너지 및 저장 시스템의 제어 시스템 설계 및 검증
Simulink 및 Simscape를 통해 전압 및 전류 조정, 주파수 안정화, MPPT(최대 전력점 추적)를 위한 제어 전략을 설계하고 재생 에너지 시스템과 그 저장 시스템의 제어를 테스트할 수 있습니다.
- 유효/무효 전력 응답 시뮬레이션 및 보호 메커니즘 구현
- 상부하 평형 기능을 갖춘 컨버터 또는 능동 필터를 활용한 전력 품질 문제 분석 및 완화
- Simulink Design Verifier로 공정 조기에 설계 오류 식별, Simulink Test로 제어 테스트 케이스 생성, Simulink Coverage로 테스트 커버리지 검사
- Simulink 모델로부터 임베디드 컨트롤러에 최적화된 프로덕션 코드 생성
- 플랜트에 대한 코드 생성, 정상 및 결함 동작 조건에서 HIL(Hardware-in-the-Loop) 테스트로 제어 알고리즘의 실시간 테스트 수행
모델 기반 설계를 사용해 우리는 요구사항부터 프로토타입 테스트까지 이르는 전체 주기를 5배 이상 단축할 수 있습니다.
주요 예제
계통 통합 및 연계 분석 수행
Simscape Electrical을 사용해 엔지니어들은 재생 에너지 발전, 저장 및 마이크로그리드 모델을 송배전망 표현에 연결할 수 있습니다. 이를 통해 플랜트 제어 및 운영 전략이 유틸리티, 지역 및 연계 요구사항을 충족하는지 평가할 수 있습니다.
- 다양한 시스템 아키텍처에 걸쳐 반복 가능한 방법으로 운영 시나리오 확립
- 여러 운영 시나리오의 병렬 모델링 및 실행
- 전압 단계 시험 또는 전력망 이벤트 등의 현장 데이터를 재생해 모델과 측정값 비교
- 규정 준수 여부 검사를 위해 IEEE 1547 및 NERC PRC-024 등의 계통 연계 규정을 기준으로 전압 및 주파수 성능 평가
계통 거동 시뮬레이션 및 시스템 응답 최적화
MATLAB, Simulink 및 Simscape Electrical을 사용해 정상 및 고장 동작 조건에서 플랜트 수준 및 네트워크 수준의 거동을 시뮬레이션하고, 송배전 계통 분석 전반에서 시스템 응답을 평가할 수 있습니다.
- 자동 파라미터 추정, 데이터 재생, 오프라인 단계 시험 및 온라인 성능 모니터링으로 발전소 모델 검증을 수행해 규제 요건 충족
- 최적화 툴을 적용해 파라미터 조정 자동화, 장비 크기 설정과 배치의 조정 사항 통지, IEEE 1547 같은 계통 연계 규정을 기준으로 분산 에너지 시스템 테스트
- 송배전망 구성 전반에 걸쳐 몬테카를로 시뮬레이션을 사용해 불확실성 및 운영 변동성 분석
- MATLAB Report Generator를 통해 자동으로 리포트 생성하고 퍼블리시하여 시뮬레이션 분석 출력값 수집
주요 예제
마이크로그리드, EV 충전 및 에너지 저장 시스템의 설계 및 분석
엔지니어들은 MATLAB, Simulink 및 Simscape Electrical을 사용해 차세대 마이크로그리드, 스마트 그리드 및 EV 충전 인프라를 개발합니다. 이를 통해 전력망 아키텍처를 모델링하고 시뮬레이션하며, 시스템 수준 분석을 수행하고, 에너지 관리 및 제어 전략을 개발할 수 있습니다.
MATLAB, Simulink 및 Simscape Electrical을 통해 엔지니어들은 배터리, PV 어레이, 예비 발전기와 같은 전기 컴포넌트의 크기를 추정할 수 있습니다. 이러한 제품들로 시스템을 모델링하고 병렬 시뮬레이션을 실행해 시스템 운영을 살펴보고 시스템 타당성을 평가하며 시스템 구성을 최적화할 수 있습니다.
마이크로그리드 전력 시스템 설계
MATLAB, Simulink 및 Simscape Electrical을 사용해 마이크로그리드를 설계하고 분석을 수행할 수 있습니다.
- 마이크로그리드 시스템 모델과 공공 전력망 모델 통합
- 가변 전원 및 부하가 배전망과 공공 전력망에 미치는 영향 이해 및 예측
- 다양한 전원 및 부하에 대한 감독 제어 및 에너지 관리 시스템 개발
- HIL 시뮬레이션을 사용해 실시간 머신에서 마이크로그리드 에너지 관리 알고리즘 테스트
주요 예제
EV 충전 시스템 분석
Simulink 및 Simscape Electrical는 EV 충전 인프라 설계를 위한 환경을 제공합니다. 이 제품들을 통해 다양한 전력 요구사항(예: AC 충전, 저전력 DC 충전 및 고전력 DC 충전)과 다양한 규모의 충전 시스템을 설계할 수 있습니다.
- 차량-전력계통 연계를 위한 솔루션 구현
- 다양한 충전 시스템 아키텍처가 전력 시스템에 미치는 영향 조사
- 부하 문제를 완화하고 충전 수요의 급격한 변화에 대응할 수 있는 제어 전략 구현
- 용량 연구를 수행해 지정된 지역의 특정 수요를 충족하기 위한 충전 인프라의 적정 규모 설정
주요 예제
에너지 저장 시스템 설계
Simulink 및 Simscape 제품을 통해 에너지 저장 시스템을 모델링하여 전력망과의 연계를 시뮬레이션하고, 변동성을 완화하며, 수요가 높은 시기에 피크 저감을 제공하는 제어 전략을 설계할 수 있습니다.
- 배터리 시스템 또는 기타 에너지 저장 수단과 인버터, 발전기, 스위치와 같은 전기 설비의 균형 모델링 및 시뮬레이션
- 플랜트 모델 시뮬레이션을 사용해 다양한 동작 조건에서 에너지 관리 시스템 폐루프 및 감독 제어 알고리즘의 개발 및 검증
- 전체 전력 시스템의 일부로서 에너지 저장 시스템에 대한 전력 시스템 분석 수행
- Simulink 모델로부터 에너지 저장 시스템 제어기에 대한 결함이 없고 최적화된 C 코드 생성
- 에너지 저장 시스템 및 기타 전기 컴포넌트의 Simscape 모델로부터 코드를 생성해 정상 및 고장 동작 조건에서 HIL 테스트 수행
주요 예제
자료 및 지원
