用户故事

EVLO储能加速发展的能源管理系统和基于模型的设计

挑战

提高性能和延长寿命的大规模储能系统与新一代EMS设计

解决方案

使用基于模型的设计模型EMS控制器,通过仿真测试,验证设计为多个目标并生成代码

结果

  • 算法原型在小时
  • 可复用的虚拟ESS部署
  • 质量不断提高

“当我们出售能源存储系统,我们的客户经常需要验证它将网格,所以我们为他们提供相同的仿真软件工厂模式,我们用于开发EMS软件套件。因此,我们能够准确的模拟运行在客户端安装任何设备之前的网格,并能提供这种服务在竞争成本。”

Adile Ajaja, EVLO
两EVLO 500年代,橙色与银色金属盒子前面左边一个加号和减号。

500年代两EVLO 4-MWh储能系统的一部分,加上附近的PV(光伏)太阳能农场蒙特利尔,加拿大。(图片来源:EVLO储能Inc ., 2021)


能源存储系统(ESS)中扮演着至关重要的角色使可再生能源与电网安全、可靠的集成。这些系统执行功率平滑吸收或根据需要注入功率减少波动与风能和太阳能资源,他们还执行储备管理和频率控制功能的水电资源。

大规模ESS合并多个机架的电池,逆变器,并网硬件,温度控制,和其他组件。一个有效的能源管理系统(EMS)确保所有ESS组件一起工作来最大化性能和整个系统的寿命。由于测试的复杂性和困难在真正的硬件、软件开发为EMS常常是耗时的,劳动密集型的过程。

hydro - quebec公司子公司工程师EVLO使用基于模型的设计与MATLAB和Simulink加速EMS发电厂能源存储系统的发展。“后来编写和维护代码的EMS是资源密集型;说:“它需要大量的人力,Adile Ajaja, EVLO资深软件团队经理。“基于模型的设计我们可以关注EMS设计本身,就是提供了直接对客户的价值,通过仿真验证设计,然后生成代码的各种部署选项,包括plc和嵌入式处理器。”

挑战

当电池充电和放电频率产生热量,导致性能退化和减少电池的使用寿命。尽管EVLO系统设计与磷酸亚铁锂电池比锂离子电池具有更大的热稳定性,EVLO工程师需要实现智能控制策略分发所有可用充电和放电细胞减少热量的产生及其不利影响。

因为验证和验证控制策略直接在500千瓦时和1-MWh ESS并不实用,EVLO需要一种方法来建立完整的植物模型,把从第三方组件可用的子供应商。最后,加快实现,团队希望避免手写代码,而是对各种目标平台生成代码。

解决方案

在他们的设计工作流程,EVLO工程师使用仿真软件®模型EMS控制器和植物。支持他们的产品新员工培训和简化工作流程,EVLO共事MathWorks应用工程师和顾问。EVLO团队已经完全自给自足。

工作与Stateflow仿真软件®工程师在多层模型的控制器:一个硬件抽象层,它提供了一个接口逆变器和其他EMS组件、应用程序层,包括功率平滑和频率控制算法,和功率效率最大化的优化层和组件的寿命。

工程师使用需求工具箱™连接系统和IBM的高级需求®®相应的仿真软件控制器模型的元素和旁边后,测试用例用于验证需求。

继续工作在仿真软件,工程师模型ESS植物和它的每个组件。在某些情况下,组件供应商提供一个仿真软件模型,可以直接整合到植物模型中。否则,EVLO工程师模型组件本身使用Simscape™和Simscape电气™。

团队运行一系列的模拟控制器和植物模型来验证设计。他们运行模型高度集成顾问检查,以确保他们的模型符合指南,并使用仿真软件设计验证人™标识除零和其他设计错误。

使用仿真软件测试™,团队创建测试用例基于模型模拟。测试用例的执行团队的持续集成过程在多核工作站上使用并行计算工具箱™。测试运行,仿真软件覆盖™分析模型覆盖率和识别未经测试的控制器模型的元素。

根据目标部署硬件,工程师们从使用仿真软件PLC控制器模型生成代码编码器™或者嵌入式编码器™。他们还从植物模型生成代码使用仿真软件编码器™;然后他们使用这个代码半回归测试。

EVLO扩大使用基于模型的设计其他的产品线,包括电动汽车充电站,HDL代码生成自模型对FPGA的部署。

结果

  • 算法原型在小时。“基于模型的设计,我们可以原型和测试一个早期版本的算法比是可能的与传统方法快得多,”Ajaja说。“在几小时内,我们可以创建一个全功能的原型,需要好几天,没有仿真软件和代码生成。”
  • 可复用的虚拟ESS部署。“我们的编制实例仿真软件工厂模式运行在一个虚拟机在实验室里,“Ajaja指出。“这对我们来说是一个优势,因为我们可以使用这个设置,而不是一个真正的ESS测试控制器,我们可以重用它火车运营商,为潜在客户提供示威。”
  • 质量不断提高。“仿真软件支持我们的完整的开发生命周期,从需求到桌面和仿真模拟和回归测试,所以我们可以执行每一步的v模型在一个环境中,“Ajaja说。“这对我们非常重要,因为它使我们能够保持和提高软件的质量。”
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