{"id":29931,"date":"2022-04-28T10:00:00","date_gmt":"2022-04-28T10:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/comet.technology\/?p=29931"},"modified":"2022-05-23T13:43:55","modified_gmt":"2022-05-23T13:43:55","slug":"por-que-las-pruebas-hil-son-criticas-para-los-sistemas-de-baterias-de-proxima-generacion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/comet.technology\/es\/2022\/04\/28\/por-que-las-pruebas-hil-son-criticas-para-los-sistemas-de-baterias-de-proxima-generacion\/","title":{"rendered":"\u00bfPor qu\u00e9 las pruebas HIL son cr\u00edticas para los sistemas de bater\u00edas de pr\u00f3xima generaci\u00f3n?"},"content":{"rendered":"\n

Introducci\u00f3n<\/strong> | \u00bfPor qu\u00e9 es importante el control del almacenamiento de energ\u00eda? <\/strong><\/strong><\/h2>\n\n

El almacenamiento de energ\u00eda es clave para desbloquear todo el potencial de la red el\u00e9ctrica existente y permitir que las energ\u00edas renovables generen la mayor parte de la energ\u00eda diaria. Hasta ahora, en la gran mayor\u00eda de los casos, los operadores de la red solo han utilizado soluciones de almacenamiento de energ\u00eda como un accesorio a su infraestructura existente. Esto ayuda a suavizar algunos picos temporales en la demanda, pero a\u00fan no proporciona la mayor parte del suministro diario de electricidad. Se espera que las bater\u00edas avanzadas desempe\u00f1en un papel importante en los servicios de gesti\u00f3n de la red el\u00e9ctrica para sistemas con una alta proporci\u00f3n de electricidad renovable.<\/p>\n\n

Los sistemas de almacenamiento de energ\u00eda (ESS) tienen como objetivo proporcionar dos tipos b\u00e1sicos de servicios: potencia y energ\u00eda. Si bien la mayor\u00eda de los sistemas de bater\u00edas est\u00e1n optimizados para proporcionar un servicio sobre otro, los nuevos sistemas de bater\u00edas h\u00edbridas, como el ESS h\u00edbrido (HESS) que se est\u00e1 desarrollando en el proyecto HYBRIS, est\u00e1n dise\u00f1ados para satisfacer las necesidades de servicio de potencia y energ\u00eda. Para lograr esto, se requieren nuevos m\u00e9todos de control de los sistemas de bater\u00edas, que deben probarse para garantizar que se puedan realizar de manera segura. El acoplamiento de un controlador convertidor de almacenamiento de energ\u00eda de bater\u00eda (BESS) con una simulaci\u00f3n en tiempo real ayuda a acelerar el desarrollo y optimizar el dise\u00f1o y las ofertas de servicios para cumplir con la certificaci\u00f3n y los est\u00e1ndares, como los c\u00f3digos de red. <\/p>\n\n

En las microrredes, por ejemplo, la bater\u00eda es fundamental para gestionar el aislamiento, sincronizar el sistema de red y proporcionar la energ\u00eda almacenada necesaria para satisfacer las necesidades de la red. Como tal, se requiere la capacidad de aislar y volver a conectarse a la red sin problemas. Esto lleva a la necesidad de comprender las respuestas de fallos de los inversores en los recursos basados en electr\u00f3nica de potencia en los modos conectados a la red e insulares, que es donde las pruebas de hardware en el bucle entran en juego. <\/p>\n\n

Soluciones de prueba<\/strong> | \u00bfQu\u00e9 son las pruebas HIL? <\/strong><\/h2>\n\n
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Figura 1: Representaci\u00f3n de los distintos tipos de metodolog\u00edas de prueba y sus beneficios relativos. Los iconos en gris son f\u00edsicos y los de rosa est\u00e1n modelados. Los cuadros punteados representan el control de esa parte del sistema.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n

Las pruebas de hardware en el bucle, o HIL, son cuando el hardware del controlador real est\u00e1 conectado a las se\u00f1ales generadas por un modelo virtual de un sistema f\u00edsico en tiempo real. Durante las pruebas HIL, el dispositivo de hardware bajo prueba, o DUT, \u00abcree\u00bb que est\u00e1 operando en el sistema real, ya que recibe los mismos tipos de se\u00f1ales a la misma velocidad y los mismos niveles de potencia que en una instalaci\u00f3n real. Al manipular el modelo del sistema virtual durante las pruebas, podemos validar que el DUT se comporta como se esperaba tanto en condiciones operativas normales como durante eventos raros, como fallos en la red o condiciones de flujo de potencia inverso. <\/p>\n\n

Normalmente, las pruebas HIL se dividen en dos tipos: Hardware de potencia en el bucle (P-HIL) y Hardware de controlador en el bucle (C-HIL), correspondientes a la derecha y al centro de la Figura 1. El hardware de potencia en el bucle implica probar el dispositivo real, como una bater\u00eda, conectado a amplificadores de potencia que aseguran que reciba los mismos niveles de potencia que enfrentar\u00eda en condiciones reales. Esto es ideal para la validaci\u00f3n final de un nuevo sistema, pero puede ser bastante costoso y plantea riesgos de seguridad ya que se utiliza energ\u00eda real. <\/p>\n\n

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Figura 2: Representaci\u00f3n del concepto de hardware en bucle (C-HIL) del controlador <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n

En cambio, el hardware del controlador en el bucle reemplaza la etapa de alimentaci\u00f3n completa del DUT con un modelo virtual, como se muestra en la Figura 2. . Los flujos de potencia reales se reemplazan con se\u00f1ales digitales en el modelo de etapa de potencia en la simulaci\u00f3n, que el controlador interpreta y luego env\u00eda se\u00f1ales de control. De esta manera, el comportamiento del software de control se puede probar en tiempo real con una resoluci\u00f3n de nivel de microsegundos o incluso nanosegundos. Esta t\u00e9cnica es el est\u00e1ndar de oro para desarrollar, validar y solucionar problemas de sistemas complejos de control, protecci\u00f3n y monitoreo, ya que le permite probar controladores reales en condiciones reales sin los riesgos de seguridad que representan los altos flujos de potencia. <\/p>\n\n

Soluciones HIL<\/strong>| \u00bfPor qu\u00e9 HIL? <\/strong><\/h2>\n\n

Los sistemas el\u00e9ctricos siempre deben estar en equilibrio: un aumento suficientemente severo en la demanda de energ\u00eda en menos de un segundo puede ser suficiente para da\u00f1ar catastr\u00f3ficamente equipos costosos. Con el concepto HIL Testing, estos problemas t\u00e9cnicos y comerciales se pueden resolver de manera mucho m\u00e1s eficiente. Si bien los modelos simplificados pueden desempe\u00f1ar un papel clave en la b\u00fasqueda r\u00e1pida de dise\u00f1os potenciales para sistemas de bater\u00edas, las pruebas en tiempo real que proporciona HIL son fundamentales para garantizar que no haya un momento en que estos sistemas fallen en las condiciones probadas. En el proyecto HYBRIS, esto es particularmente \u00fatil para garantizar que las se\u00f1ales del controlador del convertidor no da\u00f1en el sistema de bater\u00eda real, reduciendo el riesgo de da\u00f1ar la bater\u00eda prototipo durante el desarrollo. <\/p>\n\n

HIL tambi\u00e9n puede ser \u00fatil como herramienta de comunicaci\u00f3n entre fabricantes de equipos, integradores de productos, socios de desarrollo de soluciones y clientes finales. El entorno de simulaci\u00f3n en tiempo real utilizado durante las pruebas HIL puede ayudar a analizar y demostrar las restricciones en la configuraci\u00f3n segura de la electr\u00f3nica, sin da\u00f1ar ninguna parte del banco de pruebas. Por lo tanto, la tecnolog\u00eda HIL puede proporcionar una simulaci\u00f3n de alta fidelidad de una amplia gama de fallos, verificando que el software de control se comporte en consecuencia. Esto significa que se pueden elegir, dimensionar, integrar y probar y verificar el software de control adecuado para ellos. En HYBRIS, las pruebas HIL del sistema de control de la bater\u00eda utilizando modelos virtuales de alta fidelidad tanto del sistema de bater\u00edas como de la red nos permiten parametrizar y dimensionar el sistema de bater\u00edas HESS para que se adapte mejor a las condiciones en un sitio piloto real. <\/p>\n\n

Finalmente, las pruebas HIL pueden satisfacer el concepto de \u00abgemelo digital\u00bb siempre que los modelos en tiempo real en el entorno de simulaci\u00f3n sean lo suficientemente de alta fidelidad como para que sean esencialmente indistinguibles de un sistema real. Crear modelos en tiempo real con este nivel de fidelidad requiere capturar todo, desde la configuraci\u00f3n de los dispositivos utilizados en el sitio hasta los protocolos de comunicaci\u00f3n y los retrasos de comunicaci\u00f3n que interact\u00faan entre ellos. El proyecto HYBRIS busca construir sobre este concepto alimentando datos reales de un sitio real en un modelo HIL de alta fidelidad para crear un sitio de demostraci\u00f3n virtual: publicaremos m\u00e1s sobre este tema el pr\u00f3ximo mes. <\/p>\n\n

Escrito por: Sergio Costa y Eleni Apostolidou, de Typhoon HIL<\/a>.<\/p><\/blockquote>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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