A crescente integração de fontes de energia renováveis, a necessidade de um sistema de energia amigo do ambiente, o surgimento de soluções de armazenamento de energia e, em geral, a implantação do conceito de Smart Grids mudou completamente o contexto sob o qual os sistemas de energia são operados hoje em dia.

Simultaneamente, a digitalização do sistema de energia, ou seja, o uso de soluções digitais em sistemas de energia, também está a ocorrer a nível mundial.

Neste contexto, e para promover a aplicação de novos produtos e soluções, o R&D Nester possui um laboratório baseado num Simulador de Sistemas de Energia em Tempo Real (RTPSS), fornecendo uma infraestrutura única de pesquisa e simulação para analisar o comportamento de diferentes componentes do sistema de energia.

Utilizando equipamentos de última geração e diferentes ferramentas de teste, é possível simular diferentes cenários de sistemas de energia e avaliar o seu desempenho.

A introdução de soluções digitais em sistemas de energia cria a oportunidade para a utilização de novas soluções e este laboratório está equipado com ferramentas de teste que permitem efetuar co-simulação de sistemas de energia e redes de comunicação. Diferentes soluções de software e hardware para simulação de redes de comunicação que funcionam juntamente com soluções de simulação de sistemas de energia oferecem essa possibilidade.

A vasta gama de possibilidades de simulação inclui técnicas de ensaio Hardware-In-the-Loop (HIL) e, além da realização de simulação nas instalações do laboratório, é possível ter acesso remoto a algumas de suas funcionalidades.

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ARQUITETURA DO LABORATÓRIO

VANTAGENS PARA PARCEIROS

O grande espectro de testes que podem ser realizados no laboratório fornece aos parceiros do R&D Nester o conhecimento e soluções válidas no âmbito das diferentes possibilidades de simulação.

O teste de sistemas de energia e redes de comunicação, incluindo não apenas o ambiente de simulação pura, mas também as possibilidades HIL, são vantagens determinantes para testar novos produtos e soluções.

Os operadores do sistema elétrico podem testar o desempenho de suas redes em tempo real e a implementação de dispositivos de automação e proteção, usando técnicas HIL. Os fabricantes de dispositivos podem verificar as funcionalidades dos seus produtos, operando num ambiente próximo do real, testando a conformidade de seus produtos, entre muitas outras possibilidades.

Por favor, entre em contacto com a equipa do R&D Nester para mais detalhes e oportunidades de cooperação.

ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA

RTPSS

• Até 90 processadores de alta capacidade;
• Interfaces: 65 saídas analógicas físicas, 224 entradas binárias físicas e 224 saídas binárias físicas, 16 RJ45 portas RJ45 e 24 portas ótica (compatíveis com a norma IEC 61850);
• Diferentes famílias de software (até 2000 barramentos em simulação de estabilidade transitória eletromagnética e 10000 barramentos em simulação de estabilidade transitória eletromecânica).

Sincronização horária

• Servidores de sincronização horária redundantes, que permitem a sincronização de equipamentos e dispositivos de laboratório em teste, compatíveis com os seguintes protocolos: PTP, IRIG-B, SNTP, PPS e 10 MHz.

Ferramentas de teste IEC 61850

• Um conjunto de dispositivos para testes de proteções, dedicado à norma IEC 61850, permitindo que as mensagens GOOSE e de valores amostrados sejam enviadas aos dispositivos sob teste, para ensaios open loop. Também traduz mensagens GOOSE para saídas físicas e vice-versa, para testar saídas binárias de dispositivos de proteção;
• Quatro amplificadores de potência, para converter as saídas de tensão reduzida das plataformas RTPSS e do conjunto de teste para 100 V, 1A, para poderem ser adquiridos por dispositivos de proteção;
• Um pacote de software para verificar as mensagens IEC 61850;
• Uma família de software para executar testes de conformidade IEC 61850, incluindo modelo de dados e serviços de comunicação dos dispositivos em teste;
• Uma ferramenta de especificação e configuração que permite a criação de sistemas IEC 61850 e o teste de soluções de interoperabilidade.

Redes de comunicação

• Um pacote de software para simular redes de comunicação, permitindo a execução de estudos sem dispositivos reais ou então realizando simulações HIL;
• Dispositivos para injetar carga na rede e ‘danificar' as mensagens que circulam na rede (impairment).

POSSÍVEIS APLICAÇÕES

O laboratório do R&D Nester é composto por dispositivos de última geração e por ferramentas de software. Pesquisadores qualificados fornecem aos parceiros em projetos e aos clientes a oportunidade perfeita para desenvolver produtos e testar diferentes soluções em sistemas de energia e redes de comunicação. A infraestrutura do laboratório permite a simulação de ambos, sistema de energia e redes de comunicação, utilizando técnicas de co-simulação. Algumas aplicações previstas são:

Testes a produtos e sistemas

• Desenvolvimento protótipos, teste de conformidade de produtos, teste de tipo;
• Teste de sistemas de proteção e automação;
• Simulações de hardware em loop (HIL).

Modelação

• Verificação/validação de modelos (por exemplo, modelos de elementos lineares: linhas de transmissão com parâmetros constantes (modelo exato) e com esquema equivalente em pi; modelos não lineares: descarregadores de sobretensões) utilizando dados de campo e registos de eventos.

Modelação de cenários de sistemas de energia

• Estudos para a integração ótima de fontes de energia renováveis;
• Estudos de transitórios do sistema de energia e avaliação do desempenho em conformidade com os códigos de ligação à rede europeia;
• Análise de eventos do sistema de energia.

Comunicações

• Estudos de redes de comunicação, por meio de simulações, para auxiliar no seu projeto;
• Simulação HIL de rede de comunicações, utilizando dispositivos reais em interação com o ambiente simulado;
• Teste de desempenho das redes de comunicação (medição de parâmetros e geração de impairment).

Co-simulação

• Execução de co-simulação (simulador de sistema de energia e simulador de rede de comunicação correndo simultaneamente, interagindo um com o outro).

Formação

• Formação de pessoal operação de equipamento de controlo.

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