Ricoso- Rapid Inverter Control Prototyping Solutions

Das RICOSO-System

Das integrierte RICOSO-System bietet die Infrastruktur, um Regelungen für Wechselrichter von Energiesystemen schnell, zuverlässig und sicher zu entwickeln und zu testen. Das System besteht aus hochdynamischen Leistungsverstärkern und kann mit speziellen Bibliotheken der Entwicklungsumgebung Matlab/Simulink modellbasiert programmiert werden.

Systemvarianten von RICOSO
© Fraunhofer IEE
Systemvarianten von RICOSO mit 40 kVA und 80 kVA mit der direkten Systemprogrammierung (1) und dem Anschluss von Echtzeitrechnern (2)

Lösungen für unterschiedliche Anwendungsfälle

  • Verschiedene Funktionalitäten von Systemen wie beispielsweise Ladestationen, On-board Charger von E-Kfz, Batteriestromrichter,
    PV-Speicher Systeme (netzseitig) oder Inselnetzwechselrichter
  • Das System kann als Netzemulator eingesetzt werden, um verschiedene Netzfälle symmetrisch oder asymmetrisch reproduzierbar
    zu untersuchen
  • AC-Lasten oder -Erzeuger für ihre zukünftigen Entwicklungen

Die Anwendungsfälle sorgen für beschleunigte Entwicklungszeiten und vereinfachte Workflows in Entwicklungs- und Testprozessen und verhelfen zu Kostenersparnissen in der Entwicklung, schnelleren Markteinführungen bei geringerem Risiko.

Für Erst- und Weiterentwicklungen von Wechselrichtern, für Forschungszwecke und zur Ausbildung sind die Einsatzgebiete vielfältig.

Rapid Inverter Control Prototyping Solutions: Datenblatt
© Fraunhofer IEE

Hoch performante RICOSO AMP43 Leistungsverstärker

Die integrierten 43 kVA Stromrichter sind mit SiC-MOSFETS in 3-Level Topologie ausgeführt, so dass bei einer Taktrate von 70 kHz eine hohe Dynamik erreicht wird. Durch die 4-Leiter Technologie ist ein symmetrischer und asymmetrischer Betrieb möglich. Für verschiedene Leistungsklassen können bis zu fünf Systeme parallel verbunden werden, die identisch reagieren. Damit können bis zu 200 kVA Leistung erzeugt oder aufgenommen werden.

RICOSO by Fraunhofer IEE

Leistungen für die Stromrichterentwicklung, Modelle und Regelungsverfahren

Für verschiedene Anwendungen entwickelt und testet das Forscher-Team des Fraunhofer IEE Wechselrichter, Modelle und Regelungen. Die Modelle und Regelungen werden direkt auf die Zielhardware programmiert. Eine effiziente Programmierung realisieren wir mit SoM Chips, welche FPGA und Mikroprozessoren vereinen. Für größere Modelle wie Netzmodelle besteht bald die Möglichkeit Echtzeitrechner an das System anzubinden. Hier entwickeln und realisieren wir die notwendigen Schnittstellen.

Profitieren können Sie auch von unserer Schutzrechtsfamilie für netzbildende Stromrichter. Neben einem Plug&Play Verfahren speziell für schwache Netze und Inselnetze, welches keine größeren Induktivitäten erfordert, haben wir auch geeignete Strombegrenzungsverfahren im Portfolio. Falls Sie sich mit SiC oder GaN Stromrichtern befassen, könnte eine sehr schnelle Erkennung von Netzfehlern erfolgsversprechend sein, um Filter kleiner zu dimensionieren und weniger Material einzusetzen.

Die integrierte RICOSO Entwicklungsumgebung

Die integrierte Entwicklungsumgebung von RICOSO stellt einen modellbasierten Workflow mit Matlab/Simulink zur Verfügung. Damit können Industriestandard-Bibliotheken für Regelungstechnik von Matlab/Simulink durch speziell entwickelte und erprobte Bibliotheken des Fraunhofer IEE ergänzt und erweitert werden, die die Entwicklung und den Betrieb von sicheren und stabilen
Wechselrichtern unterstützen.

Dabei können sie entweder direkt auf unserem Entwicklungsboard entwickeln und zukünftig auch Echtzeitrechner verschiedener Hersteller anbinden. Insbesondere sind hier Verfahren zur Regelung von netzbildenden Stromrichtern und einer geeigneten performanten Strombegrenzung sowie eine schnelle Netzfehlererkennung für Spannungsabweichungen implementiert, so dass die Wechselrichter noch netzstabilisierende und netzbildende Eigenschaften besitzen können.

Da netzbildende Stromrichter idealerweise dynamische Speicher enthalten, ist eine Bibliothek mit genauen Modellen von verschiedenen Batterietechnologien enthalten, die eine schnelle und praxisnahe Demonstration solcher Batteriespeichersysteme ermöglicht.