Metodo alternativo per l'analisi delle stabilità nelle simulazioni PHIL

Power Hardware in the Loop (PHIL) is a innovative technique that result really attractive for the testing and validation of different kind of power systems. Can be used in a wide variety of experiments like: study the impact of integration of distributed renewable energy generation sources on large power networks, or innovative researches in the study of energy supply management in the growing area of e-vehicles. Consist in the utilization of well established virtual models in a Real-time simulator that will interact with the system under test which can be any physical equipment, the objective is to emulate and perform a model validation without the cost and risk of implemented a dedicated full scale power system. Power amplifiers, being one of the principal and unavoidable component, are required for interfacing the Real-time simulator and the Hardware Under Test in a Power hardware simulation. This necessary interfacing handler may introduces dynamics that do not exist in the real system and can be the source of stability and accuracy issues affecting Power Hardware in the Loop applications. This document deals with stability issues that occur in Power Hardware in the Loop experiments. Firstly, a systematic approach is done for the analysis of the typical components found in a practical PHIL test bench based on the Ideal Transformer Model interface algorithm. Then a method for the stability analysis in presented based on the use of a Power-System simulator software, where a experimental simulated Power Hardware in the Loop platform based on a switched mode power amplifier is implemented to validate the stability outcome and confirm the possible effects of the practical interface.

Power Hardware in the Loop (PHIL) è una tecnica innovativa che risulta davvero interessante per il test e la convalida di diversi tipi di sistemi di alimentazione. Può essere utilizzato in un'ampia varietà di esperimenti come: studiare l'impatto dell'integrazione di fonti di generazione di energia rinnovabile distribuita su reti di grande potenza, o ricerche innovative nello studio della gestione dell'approvvigionamento energetico nella crescente area di veicoli elettrici. Consiste nell'utilizzo di modelli virtuali ben consolidati in un simulatore in tempo reale che interagirà con il sistema in prova che può essere qualsiasi apparecchiatura fisica, l'obiettivo è quello di emulare ed eseguire una convalida del modello senza il costo e il rischio di implementare un dedicato sistema di alimentazione di scala piena. Gli amplificatori di potenza, essendo uno dei componenti principali e inevitabili, sono necessari per interfacciare il simulatore in tempo reale e l'hardware sotto test in una simulazione Power hardware in the Loop. Questo gestore di interfaccia necessario può introdurre dinamiche che non esistono nel sistema reale e può essere la fonte di problemi di stabilità e accuratezza che interessano nelle simulazione Power Hardware in the Loop. Questo documento riguarda i problemi di stabilità che si verificano negli esperimenti Power Hardware in the Loop. In primo luogo, viene effettuato un approccio sistematico per l'analisi dei componenti tipici trovati in un banco di prova PHIL pratico basato sull'algoritmo dell'interfaccia del modello di trasformatore ideale. Finalmente un metodo per l'analisi di stabilità è presentato basato sull'uso di un software di simulazione Power-System, in cui è implementato una simulazione di un sistema Power Hardware in the Loop sperimentale basato su un amplificatore di potenza a commutazione per convalidare l'esito di stabilità e confermare i possibili effetti dell'interfaccia pratica.