MATLABとSimulinkを用いた電力システムの研究と機器・制御システムの設計

次世代のグリッド インフラストラクチャを研究、設計、および運用

科学者、エンジニア、およびアナリストは、MATLAB® と Simulink® を使用して人工知能 (AI) と機械学習アルゴリズムを開発し、AI ソリューションを端末機器に展開して、消費者の行動とシステムのパフォーマンスについての予測的な洞察を提供しています。

MATLAB と Simulink を使用すれば、次のことが可能になります。

  • あらかじめ用意された機能とアプリを使用して、システムの実現可能性と電力網の統合を調査
  • 制御システムのパラーメーター推定を自動化して規制の要件を満たした設計を行う
  • グリッドコードに対して性能をシミュレーションして、生産の目標が達成されていることを確認
  • EMT シミュレーションと高調波解析を実施して、電力品質の問題を識別して緩和する
  • 機器を設計し、制御システムを開発
  • 開発したコードをリアルタイムシステムや組み込みシステムに直接実装する

「一日中数字を扱い、複雑な分析モデルを扱う際には、統合された環境が重要になります。MATLAB を使うことで、データを可視化し、バックテストを実施、変更箇所をグラフでプロットすることで結果を確認、これらすべてが一つの環境でできます。そして、それが時間の節約につながります。」

Heidi Heath, Transpower

マイクログリッド システム設計

マイクログリッドは、太陽光、風力、およびエネルギー貯蔵などの DER 統合を可能にすることで電気グリッドをサポートします。マイクログリッドは耐久性を強化して、リスクを軽減し、エネルギーを最適化するのに役立ちます。Simscape Electrical™ を使用してマイクログリッド システムやその他の実設備のシミュレーション モデルを開発し、MATLAB を使用して制御戦略を開発できます。わずかなコードでシミュレーション シナリオを並列実行して、システム動作を調査できます。


リアルタイムシステムのシミュレーション

大規模電力および油圧システムのシミュレーション モデルをデスクトップ上で開発し、Simulink Real-Time™ を使用して Speedgoat ハードウェアに展開できます。油圧制御の PWM 制御から監視制御まで、さまざまな制御システムのハードウェアインザループ (HIL) テストを実行できます。デスクトップ環境でリアルタイム シミュレーションを管理し、結果を MATLAB で解析できます。

 


電力プラントモデルの検証

複数の電力系統イベントから同期した計測データの再生や、基準となるテスト計測値を用いてシミュレーションの応答と実際の応答を比較したりできます。また、シミュレーションの応答と実際の応答が一致するように、システム パラメーターを自動もしくは手動で調整できます。個々のコンポーネントまたはプラント全体を検証し、自動レポート生成で検証プロセスを記録できます。


電力システム機器の設計

Simscape™ とアプリを利用して、機器の物理モデルの開発や、制御アルゴリズムの設計およびテストを実行できます。シミュレーションで設計のトレードオフを調べ、複数の運用シナリオに対して最適な設計を適用できます。すぐに運用可能なコードを自動生成し、組み込みプロセッサにコードを実装できます。


制御システムの設計

ボタンを押すだけで、ハードウェア上で実行する C、C++、HDL のコードを生成できます。ハードウェアに依存しない IEC 61131-3 ストラクチャード テキストおよびラダー図を作成し、PLC や PAC 上に展開することができます。プリビルドされたビッグデータ解析技術と専用のツールボックスを使用すれば、新たなプログラミング言語を覚える必要なく、作成したアルゴリズムをマルチコアプロセッサ、クラスター、NVIDIA® GPU 上で実行できます。また、再コーディングを行わずにプログラムをクラウド規模にまで拡張することができます。カスタム アーキテクチャを作成せずに、PI システムから MATLAB 関数を呼び出すことも可能です。