维度网讯,德国SMA太阳能技术公司(SMA Solar Technology)在一座8MW绿氢制氢示范电站中,采用巴合曼M-Target for Simulink模型驱动开发方案,实现了对三台电解槽的高效协调控制,该方案使研发团队首次统一使用Simulink工具,显著缩短了控制程序的开发与集成周期。
绿氢被认为在能源转型中扮演关键角色,其通过将风电、光伏等波动性可再生能源产生的富余电力以氢能形式储存,并在需要时稳定调配。要实现这一过程,电解槽与智能变流系统的协同是核心。SMA拥有先进的逆变器技术,此次为满足绿氢示范项目的需求,采用了巴合曼M200控制器,由其承担三台总装机容量8MW电解槽的协调控制与状态监测。

在控制程序开发上,SMA选择了一条新路径。控制工程与调节工程团队紧密协作,所有研发人员首次使用同一套工程开发工具。过去,调节工程师惯用MATLAB/Simulink以模型化方法开发电流调节器,随后由控制工程团队按IEC61131-3标准将生成函数库集成至自动化系统。这次试点项目中,Simulink成为全体研发人员共用的开发与仿真环境,使团队对整套应用系统形成统一认知,代码可读性增强,出错概率降低。巴合曼M-Target for Simulink方案使SMA能直接从Simulink将代码部署至控制器,系统开发工程师Chokri Khalfet表示,此举进一步缩短了产品上市周期。
新控制程序运行于巴合曼MC212 CPU,在SMA内部被称为"氢能功率管理器"(Hydrogen Power Manager)。整套应用软件支持两种仿真调试路径,可在本地工作站或基于MATLAB/Simulink的专用测试平台完成验证。在硬件在环(HIL)测试平台上,代码与真实SMA逆变器进行了联调,首先检验逆变器运行状态及与电解槽控制系统通信,随后优化电流调节器参数,使每台整流器都能精确输出对应电解槽所需电流值。模型驱动开发的优势在此得到印证,整流器基础控制与电流调节功能集成于同一应用程序,降低了代码复杂度并减少了故障排查工作量。
在运维与诊断方面,SMA选用M1 webMI pro,这是一款基于原生Web技术的Web HMI,直接部署于M200控制器,可实时监控电流状态并按需干预。团队确信,有关逆变器控制与电解槽通信的所有功能均已在测试平台仿真验证。在将原有循环式PLC程序迁移至Simulink功能块语言过程中,受系统架构特性影响出现了一些问题,但在巴合曼支持下得到迅速解决。Chokri Khalfet指出,整个合作过程顺畅且获益良多,下一个项目已在筹备中。
在日益依赖光伏、风电等波动性可再生能源的供电体系中,绿氢作为灵活的能源储存介质和清洁燃料,被视为实现无碳工业的基础。要实现高效、经济的绿氢生产,除电解槽外更需要智能化系统根据实时供需动态调节电解能量输入。
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