Ricoso - Rapid Inverter Control Prototyping and Power-Hardware-in-the-Loop Solution

Das RICOSO Entwicklungsökosystem

RICOSO ist eine Entwicklungs- und Testplattform für Regelungssoftware von Wechselrichtern und Energiesystemen. Das Entwicklungsökosystem RICOSO kombiniert einen frei programmierbaren Testwechselrichter mit einer integrierten Entwicklungsumgebung. RICOSO vereinfacht und beschleunigt so die Entwicklung, Test und Validierung von Regelungsalgorithmen. Durch standardisierte Schnittstellen, automatisierte Testprozesse und integrierte Pre-Compliance-Tests können Regelungsstrategien schnell implementiert, im Labor getestet und reproduzierbar validiert werden. Dadurch reduziert sich der Aufwand für Laboraufbau, Programmierung und Testdurchführung erheblich.

© Benjamin Zweig

Hybride Funktionalitäten: RCP, P-HiL und automatisiertes Testing

RICOSO vereint Rapid Control Prototyping (RCP), Power-Hardware-in-the-Loop (P-HiL) und automatisierte Tests in einer durchgängigen Entwicklungsplattform. So können Teams Regelungen schneller entwickeln, realitätsnah validieren und systematisch testen — ohne unnötige Systemwechsel.

Schnell vom Konzept zur validierten Regelung

Im RCP-Modus lassen sich neue Regelalgorithmen für Wechselrichter direkt auf der internen Recheneinheit implementieren und unter realistischen Bedingungen prüfen. Modellierung, Programmierung, Monitoring und Steuerung erfolgen in einer integrierten Entwicklungsumgebung. Das sorgt für schnelle Iterationen, hohe Flexibilität und einen reibungslosen Übergang von der Simulation zur Labor- oder Feldvalidierung.

Nahtloser Übergang zu Leistungstests

Ohne Umbau kann ein externer Echtzeitrechner angebunden und in den P-HiL-Betrieb gewechselt werden. So lassen sich komplexe, hochpräzise Modelle emulieren und über RICOSO als Leistungsschnittstelle mit realen Komponenten koppeln. Wechselrichter und Energiesysteme können dadurch unter realen Leistungsflüssen getestet werden — von der frühen Konzeptphase bis zur hardware-nahen Validierung.

Automatisiertes Testen mit objektiver Auswertung

Zusätzlich fungiert RICOSO als intelligentes Testsystem mit automatisierter Auswertung. Standardisierte Testabläufe können definiert, reproduzierbar ausgeführt und automatisch analysiert werden — von Funktionsprüfungen über Netzcodes bis hin zu dynamischen Störszenarien. Messdaten, Kennwerte und Pass/Fail-Kriterien werden direkt verarbeitet und dokumentiert.

RICOSO verbindet RCP-Flexibilität, realitätsnahe P-HiL-Emulationen und automatisierte Testauswertung zu einer hybriden Komplettlösung für die Entwicklung, Validierung und Charakterisierung moderner Wechselrichter.

Darstellung des RICOSO R35 mit der direkten Systemprogrammierung, dem Anschluss von Echtzeitrechnern sowie dem automatischen Testen.
Systemvarianten von RICOSO mit 40 kVA und 80 kVA mit der direkten Systemprogrammierung (1) und dem Anschluss von Echtzeitrechnern (2). Darstellung des RICOSO R35 mit der direkten Systemprogrammierung, dem Anschluss von Echtzeitrechnern sowie dem automatischen Testen.

Die integrierte RICOSO-Entwicklungsumgebung

RICOSO stellt eine durchgängige, modellbasierte Entwicklungsumgebung auf Basis von MATLAB/Simulink oder PLECS bereit. Neben bewährten Industriestandard-Bibliotheken für die Regelungstechnik kommen speziell für RICOSO entwickelte und am Fraunhofer IEE erfolgreich erprobte Bibliotheken zum Einsatz. Dies ermöglicht eine schnelle, effiziente und zielgerichtete Entwicklung sowie Validierung innovativer Regelungs- und Steuerungskonzepte für Wechselrichter.

Direktes Arbeiten aus der gewohnten Umgebung

Die Umgebung erlaubt die direkte Verwendung von MATLAB/Simulink- oder PLECS-Modellen sowie Programmierung, Überwachung und Steuerung des RICOSO-Systems aus der bekannten Arbeitsumgebung. Entwickler können entweder direkt auf der integrierten Rechenplattform arbeiten oder externe Echtzeitrechner verschiedener Hersteller anbinden. Der Workflow bleibt flexibel und skalierbar – von der frühen Konzeptentwicklung bis zur hardware-nahen Validierung.

Spezialverfahren für anspruchsvolle Anwendungen

Für komplexe Fälle stehen speziell entwickelte Regelungsverfahren zur Verfügung, zum Beispiel:

  • netzbildende Stromrichter
  • performante Strombegrenzung
  •  schnelle Netzfehlererkennung bei Spannungseinbrüchen

Diese Funktionen unterstützen die Entwicklung moderner Wechselrichter mit netzbildenden und netzstabilisierenden Eigenschaften und ermöglichen realitätsnahe Tests unter dynamischen Netzbedingungen.

© Benjamin Zweig

Sofort einsetzbar – auch ohne eigene Reglerentwicklung

RICOSO kann auch ohne eigene Reglerentwicklung unmittelbar genutzt werden. Über vorinstallierte Konfigurationen lässt sich das System als Wechselrichter für verschiedene Anwendungen einsetzen und bestehende Testaufbauten schnell erweitern. Vorgefertigte Funktionsweisen stehen unter anderem für:

  • Batteriestromrichter
  • On-Board-Charger
  • PV-Anlagen mit Kennlinie
  • Kleinwindanlagen

Flexibilität und sofort nutzbare Funktionen in einem System

Die integrierte RICOSO-Entwicklungsumgebung verbindet maximale Flexibilität in der Regelungsentwicklung mit sofort einsetzbaren Funktionen. Sie schafft eine effiziente Grundlage für die schnelle Realisierung und Validierung moderner Energiesysteme – und ergänzt dabei die hybriden Kapazitäten von RCP, P-HiL und automatisierter Testauswertung.

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Innovatives Verstärker Design als flexibler und robuster Partner für Test und Entwicklung

Hochdynamisch für netzbildende Anwendungen

© Benjamin Zweig

Der RICOSO-Verstärker wurde speziell für Forschung und Entwicklung netzbildender Anwendungen konzipiert – ideal für Verbundnetze sowie für Insel- und Microgrids. Mit 34,5 kW Leistung, Ausgabefrequenzen bis 2 kHz bei voller Nennspannung und zuverlässigem Betrieb bis 5 kHz lassen sich hochdynamische Netzvorgänge realitätsnah nachbilden und Regelstrategien der nächsten Generation entwickeln.

Maximale Flexibilität in der Systemkonfiguration

Das System verfügt nicht nur über aktive Leistungsbrücken in den Phasen A, B und C, sondern ermöglicht auch eine aktive Ansteuerung des Neutralleiters. Dadurch sind neben dem dreiphasigen Betrieb auch Konfigurationen als: einphasiges, zweiphasiges oder Split-Phase-Systemproblemlos realisierbar.

Kompakt, mobil und sicher im Labor

Die kompakte Integration in ein 19“ Rack auf Rollen sorgt für einen sicheren, mobilen und komfortablen Einsatz im Laborbetrieb.