Разработка алгоритмов Отладка и тестирование Имитационные модели Лабораторные стенды

Команда инженеров ЦИТМ Экспонента знает сложности и особенности электроэнергетики: растет уровень цифровизации и интеллектуализации сетей, появляются новые стандарты связи, вводятся новые отраслевые стандарты.

Пока рынок требует все более коротких сроков разработки и еще более короткое время выхода на рынок, мы предлагаем полунатурное моделирование, которое является ключевой технологией для решения этих задач.

Мы делимся экспертизой и наработками — ведь это самый быстрый способ для вашего бизнеса интегрировать технологию полунатурного моделирования в проекты, чтобы оптимизировать время выхода на рынок и качество вашей продукции.



Разработка алгоритмов

Алгоритмы вторичных устройств требуют тщательного тестирования и отладки, прежде чем можно будет гарантировать их надежную и безопасную работу во время эксплуатации.

Полунатурное моделирование на КПМ РИТМ позволяет выявить ошибки на ранней стадии разработки.

Просто нарисуйте электрическую схему вместе с необходимой логикой в среде на основе графического программирования и разверните её на КПМ РИТМ менее чем за минуту с нашими готовыми библиотеками протоколов связи.

Частью вторичных устройств являются алгоритмы цифровой обработки электрических сигналов (ЦОС), которые необходимо оптимизировать или внедрять новые методы измерения.

Классические проблемы:

  • Алгоритм ЦОС не помещается в цикл реального времени по причине громоздкости, а использование дорогих процессоров делает продукт не конкурентно способным.
  • Увеличение ошибок и как следствие увеличение времени получения готового устройства из-за того, что математик передает описание алгоритма "на бумаге", а программист вынужден вручную переписывать алгоритм в код, внося ошибки по невнимательности или непониманию.

Предлагаемое решение:

Используем единую среду модельно-ориентированного проектирования для представления алгоритмов в виде однозначных моделей и с последующей генерацией встраиваемого кода для микропроцессорных устройств.

Предлагаем применение готовой библиотеки алгоритмов ЦОС для РЗА и вторичных систем.

Отладка и тестирование

Ваш терминал готов, и теперь вы хотите убедиться, что он будет работать безупречно при любых условиях эксплуатации. Есть только один способ узнать произойдет ли это – провести испытания. Однако тестирование на реальном электроэнергетическом объекте требует много времени и средств, не говоря уже о том, что оно может привести к повреждению оборудования.

К счастью, есть решение: автоматизированные тесты, которые будут выполняться в безопасном и комфортном офисе на испытательном стенде КПМ РИТМ в режиме жесткого реального времени.

Тестирование на КПМ РИТМ позволяет инженерам предварительно сертифицировать терминал и испытать его в широком диапазоне сценариев возмущений, фиксируя взаимодействие между системами защиты и смоделированной энергосистемой.

Раннее выявление ошибок при создании вторичных устройств сокращает сроки вывода продукта на рынок. Однако, для внедрение процесса раннего поиска ошибок требуются инфраструктурные изменения.

Классическая проблема:

Крайне дорого тестировать устройство методом натурных испытаний на линии электропередачи так как некоторые сценарии испытаний выводят из строя дорогостоящее первичное оборудования.

Предлагаемое решение:

Исключить натурные эксперименты невозможно, однако возможно минимизировать их количество посредством полунатурных испытаний в лабораторных условиях. Для достижения этой цели необходимо оборудовать места разработчиков вторичных устройств доступными стендами полунатурного моделирования.

Стенды используются для решения следующих задач:

  • Запуск алгоритмов на стенде для имитации вторичного устройства силами математика-алгоритмиста без привлечения разработчиков программного и аппаратного обеспечения;
  • Запуск моделей на стенде для имитации первичного оборудования для безопасных испытаний вторичных устройств.

Имитационные модели

Сегодня с высокой степенью уверенности мы можем сказать, что хорошо понимаем, как ведет себя энергосистема на физическом уровне. Мы знаем, что можем моделировать пассивные элементы сети, электрические машины и даже полупроводники с оптимальной точностью для оценки их поведения в определенных условиях эксплуатации.

Кроме этого, мы умеем моделировать процесс передачи данных как на цифровых подстанциях.

Модельно-ориентированный подход к разработке систем и устройств основывается на применении имитационных моделей ЭС.

Гарантия надежной работы сетей smart grid невозможна без имитационного моделирования, которое учитывают поведение распределенной генерации энергии, характеристик силовой электроники и накопителей на базе аккумуляторных батарей.

Классическая проблема:

Ошибки алгоритмов выявляются на поздних стадиях сдачи или аттестации вторичного устройства, затягивая вывод на рынок. 

Пример: аттестация релейной защиты по методике ФСК ЕЭС (STO_56947007-29.120.70.241-2017). Аренда моделирующих комплексов для отладки и доработки устройств требует финансовых и временных затрат.

Предлагаемое решение:

Обеспечить команду разработки готовыми и верифицированными имитационными моделями ФСК ЕЭС для отладки алгоритмов вторичного оборудования как на персональных ПК разработчиков, так и на недорогих симуляторах реального времени для испытания устройств.

Лабораторные стенды

КПМ РИТМ превращает любую лабораторию в современную фабрику по формированию цифровых компетенций в электроэнергетике. Это идеальный инструмент для того, чтобы перенести теоретические знания на практику.

КПМ РИТМ является универсальной платформой, которая позволяет проводить научные эксперименты, получать достоверные результаты и анализировать их.

Готовые библиотеки по основным протоколам связи делают лабораторные стенды с КПМ РИТМ максимально простыми в использовании.

Эффективность подготовки будущих инженеров во многом зависит от качества образования. Образовательные программы должны успевать адаптироваться под резкий рост цифровизации объектов электроэнергетики. Учебные лабораторные стенды играют в этом процессе важную роль.

Максимальное удобство в работе стенда обеспечивается:

  1. Простота построения моделей в среде на основе графического программирования;
  2. Создание виртуального лабораторного стенда с переключением режимов;
  3. Добавление виртуальных измерительных приборов для считывания показаний;
  4. Универсальность и гибкость использования для разных дисциплин.

С помощью КПМ РИТМ возможно создать свой многофункциональный киберполигон, повторяющий типовые инфраструктуры объектов электроэнергетики. Появляется возможность разобраться в принципах организации сетей цифровых подстанций.

Достоинства:

  1. Возможность моделировать процессы передачи данных на самом низком уровне;
  2. Поддержка и помощь от специалистов ЦИТМ Экспонента;
  3. Продвинутые инструменты визуализации.