該研究設施的目的是開(kāi)發一(yī)種能(néng)夠将城(chéng)市(shì)能(néng)源、運輸和數字基礎設施聯成一(yī)體的智能(néng)的、可持續發展且恢複性強的生(shēng)态系統樣本。紐卡斯爾大學智能(néng)電(diàn)網實驗室專注于未來場景下(xià)配電(diàn)網絡的研究，内容包括大量湧現的電(diàn)動汽車和新能(néng)源發電(diàn)機(jī)的集成。

1.1 将硬件(jiàn)和電(diàn)力系統連結成環

實驗室的設置需要滿足對電(diàn)力系統進行仿真的要求。“我們需要在實驗室中将電(diàn)力電(diàn)子換流器(qì)、電(diàn)動汽車、電(diàn)池系統、智能(néng)設備以及其他真實設備與實時仿真的電(diàn)力系統連接起來。并希望在智能(néng)電(diàn)網環境中通(tōng)過将硬件(jiàn)和電(diàn)力系統連結成環從(cóng)而彌補仿真和實驗間的差距。” 紐卡斯爾大學電(diàn)力電(diàn)子工(gōng)程學院研究員(yuán)Charalampos Patsios博士說。

1.2 基于真實潮流數據和存儲數據的仿真

紐卡斯爾大學智能(néng)電(diàn)網實驗室的研究者們能(néng)夠從(cóng)當地電(diàn)網運營商獲得真實數據。他們希望将這些數據導入實驗室中以便對不同情境下(xià)電(diàn)力系統的運營進行實時仿真。

“我們将英國(guó)本地配電(diàn)網運行商處生(shēng)成的即時數據導入實驗室，希望将它們作為(wèi)可擴展、可配置的電(diàn)網模型以及其他被仿真系統的輸入量。例如，我們可以利用紐卡斯爾一(yī)個(gè)真實變電(diàn)站(zhàn)中産生(shēng)的即時潮流數據測試一(yī)個(gè)真實電(diàn)池系統的運行，從(cóng)而實現調峰操作或其他服務。又(yòu)例如，我們可以使用實時電(diàn)壓、電(diàn)流以及額定值等數據來研究新能(néng)源滲透的增加對電(diàn)網造成的沖擊。”

存儲數據用處大。紐卡斯爾大學的研究者們擁有大量智能(néng)電(diàn)表的存儲數據以及全英國(guó)智能(néng)電(diàn)網的實驗數據。他們希望能(néng)夠将這些數據用于一(yī)系列場景中，進行電(diàn)力系統硬件(jiàn)在環實驗，從(cóng)而測試電(diàn)力系統與真實硬件(jiàn)之間的相(xiàng)互作用。

正如Charalampos Patsios博士總結，基于RT-LAB的實時仿真測試解決方案不僅能(néng)夠達到(dào)技(jì)術(shù)指标，還(hái)能(néng)克服以下(xià)幾個(gè)實際制約：

  “時間軸：我們搭設實驗設備有嚴格的時間期限。

  預算(suàn)：“我們搭建實驗設備的預算(suàn)有限，而這也制約著(zhe)我們的決定。另一(yī)個(gè)挑戰是我們希望擁有一(yī)個(gè)靈活且開(kāi)放(fàng)的系統，能(néng)夠無縫接口不同的第三方軟件(jiàn)和硬件(jiàn)解決方案。因此靈活性也是我們需要的。”

智能(néng)電(diàn)網實驗室會(huì)涉及未來智能(néng)電(diàn)網中低(dī)碳技(jì)術(shù)仿真、負載仿真、電(diàn)動汽車、能(néng)源存儲以及通(tōng)過功率硬件(jiàn)在環仿真技(jì)術(shù)實現靈活低(dī)壓電(diàn)網等問題。

研究者們将能(néng)夠在未來更具挑戰性的場景中測評新的電(diàn)網技(jì)術(shù)，屆時電(diàn)力系統對我們的能(néng)源系統運作将更加重要。實時仿真将幫助他們了解智能(néng)電(diàn)網如何幫助應對未來能(néng)源挑戰。

“在電(diàn)力系統領域，對真實系統及其運營的準确、快速、靈活和可靠模型的需求不斷增多(duō)。而這是源自(zì)這些系統規模和複雜(zá)性的提高(gāo)以及圍繞它們的技(jì)術(shù)的不斷演變。為(wèi)了對不同解決方案進行設計、原型和測試，圍繞它們建立信心并保證它們不斷創新、長(cháng)久且可持續發展，縮短計算(suàn)機(jī)仿真和真實系統之間的差距勢在必行。”紐卡斯爾大學電(diàn)子和電(diàn)力工(gōng)程學院的Haris Patsios博士說。