Skip to main content

MATLAB, Simulink ve Simscape ile Ticari Enerji Yönetim Sistemleri

Veri merkezleri, fabrikalar ve binalar için enerji yönetim sistemlerini tasarlayın, modelleyin ve simüle edin.

Ticari Enerji Yönetim Sistemlerini Tasarlayın ve Geliştirin

MATLAB ve Simulink ile gerçek dünya verilerini simülasyon modelleriyle birleştirerek karmaşık elektrik yüklerinin ve soğutma sistemlerinin davranışını analiz edebilir ve optimize edebilirsiniz. Ticari binalar, üretim tesisleri, yapay zekâ veri merkezleri ve yakıt hücrelerinde kullanılan kapalı çevrim ve üst seviye enerji yönetim sistemleri geliştirebilirsiniz.

“KOICA liderliğinde yürütülen Fas Yeşil Teknoloji Araştırma ve Geliştirme Kapsamlı Destek Projesi kapsamında, 300 kW’lık bir mikro şebeke test düzeneğinin tüm sistem mimarisini tasarlayıp kurduk. Ayrıca, yerel araştırmacıların sistemi etkin şekilde kullanabilmesi için Model Tabanlı Tasarım yaklaşımıyla bir SCADA sistemi geliştirdik.”

Hyounglok Oh
CEO, WithBEER

Veri Merkezlerinin Enerji İhtiyacının Modellenmesi ve Simülasyonu

MATLAB, Simulink ve Simscape ürünleri; yapay zekâ ve bulut bilişimin büyümesiyle artan veri merkezi enerji ihtiyaçlarının modellenmesine yardımcı olur. Büyük ölçekli veri merkezi işletmecileri (hyperscaler’lar) için MATLAB ve Simscape Electrical, yoğun hesaplama kaynaklarının gerektirdiği gigawatt seviyesindeki güç talebini öngörmeyi, bu karmaşık ve değişken yüklerin bağlı olduğu elektrik dağıtım sistemi üzerindeki etkilerini analiz etmeyi ve veri merkezi altyapısı için en uygun soğutma stratejilerini belirlemeyi sağlar.Yerel elektrik dağıtım şirketleri açısından ise Simscape Electrical, öngörülemeyen yüklerin neden olduğu frekans ve gerilim dalgalanmalarını, ayrıca şebekede oluşan istenmeyen harmonikleri dikkate alarak mevcut elektrik şebekelerinin nasıl güçlendirilmesi gerektiğinin analiz edilmesine yardımcı olur.

Veri Merkezi Güç Tüketiminin Modellenmesi

MATLAB, Simulink ve Simscape ürünlerini kullanarak raf tipi sunucularda bulunan yüksek performanslı TPU ve GPU’ların elektrik tüketimini modelleyebilir ve simüle edebilirsiniz. Ayrıca, veri merkezindeki sistemlerin veya tüm veri merkezinin oluşturduğu ısıyı hesaplayabilir, işletim sırasında ihtiyaç duyulan soğutma gereksinimlerini ve soğutma sisteminin güç tüketimini planlayabilirsiniz.

Veri Merkezlerinin Elektrik Şebekesi Üzerindeki Etkisinin Analiz Edilmesi

MATLAB, Simulink ve Simscape Electrical kullanarak büyük ölçekli veri merkezlerinin (hyperscale data center) yerel elektrik dağıtım sistemleri üzerinde oluşturduğu yükü, veri merkezlerinin kararlı durum ve geçici rejim elektriksel davranışlarını analiz ederek modelleyebilir ve simüle edebilirsiniz.Simscape Electrical ile veri merkezini, şebekeye bağlı diğer yükler ve üretim kaynaklarıyla birlikte farklı ayrıntı seviyelerinde modelleyebilirsiniz. Böylece uzun vadeli güç ihtiyacının belirlenmesinden, binlerce güç dönüştürücüsünün neden olduğu harmonikler ve güç kalitesi bozulmaları sonucu ortaya çıkan kısa süreli geçici olayların analizine kadar geniş bir kapsamda değerlendirmeler gerçekleştirebilirsiniz. Bu analizler, aynı elektrik şebekesini kullanan konutlar ve işletmeler üzerindeki etkilerin anlaşılmasına da yardımcı olur.Simscape Electrical ayrıca modele sistemi etkilemeden uygulanabilen arıza senaryoları eklemenize olanak tanır. Bu sayede elektrik şebekesinin beklenmeyen kesintilere karşı dayanıklılığını daha iyi analiz edebilir ve değerlendirebilirsiniz.

Öne Çıkan Örnekler


Bina Enerji Yönetim Sistemleri Geliştirme

MATLAB ve Simulink ile dinamik politikalar uygulayarak, gerçek zamanlı verileri sisteme entegre ederek ve enerji yönetim sistemi (EMS) operasyonlarının otomasyon seviyesini artırarak akıllı ve verimli bina enerji yönetim sistemleri tasarlayabilirsiniz. MATLAB ve Simulink; veri erişiminden modellemeye, optimizasyondan devreye almaya kadar EMS geliştirme sürecinin tamamını destekler.

  • Elektrik talebi ve üretimi, elektrik fiyatları ile hava koşullarına yönelik tahmin modelleri oluşturun.
  • Güç sistemleri ve HVAC sistemlerinin çalışma planlaması için optimum EMS kontrol stratejilerini modelleyin, simüle edin ve tasarlayın.
  • Edge cihazlarda çalışacak üst seviye kontrol yazılımları için kod üretin ve gömülü denetleyicilere dağıtın.
  • Operasyon optimizasyon yazılımlarını üretim ortamındaki bulut altyapılarına dağıtın.

Bina EMS için Enerji Tahmini

MATLAB ve Simulink ile çevresel ve tekno-ekonomik faktörlere yönelik veri odaklı tahminler gerçekleştirerek bina enerji yönetim sisteminizin (EMS) operasyonlarını optimize edebilirsiniz.

  • Dosyalardan veya veritabanlarından zaman serisi verilerine erişin.
  • MATLAB’daki etkileşimli uygulamalar ve iş akışı otomasyonları ile veri ön işleme, analiz ve görselleştirme gerçekleştirin.
  • Hazır istatistiksel, ekonometrik, makine öğrenmesi veya derin öğrenme modelleri arasından ihtiyacınıza uygun olanı seçin.
  • Tahmin modellerini paralel olarak eğitin ve model performansını değerlendirin.
  • Eğitilmiş enerji tahmin modelini fiziksel sistem modeliyle birlikte simülasyon yapmak üzere doğrudan Simulink’e entegre edin.

Bina Enerji Yönetim Sistemi (EMS) Modelleme, Simülasyon ve Optimizasyonu

  • MATLAB ve Simulink’i; elektrik sistemlerinin modellenmesi, Enerji Yönetim Sistemi (EMS) kontrol tasarımı ve EMS optimizasyonu için entegre bir geliştirme ortamı olarak kullanın.
  • Power Systems Simulation Onramp ile binanın elektrik sisteminin fizik tabanlı modellerini oluşturun ve performans simülasyonları gerçekleştirin.
  • EMS için Model Öngörülü Kontrol (MPC) ve Pekiştirmeli Öğrenme (Reinforcement Learning) gibi gelişmiş kontrol stratejileri geliştirin.
  • Optimization Toolbox kullanarak optimizasyon problemlerini tanımlayın ve en uygun sistem yapılandırmalarını belirleyin.
  • Farklı çalışma senaryoları altında sistem seviyesindeki davranışı simüle edin.
  • Farklı sistem tasarımlarının teknik ve ekonomik etkilerini (tekno-ekonomik analiz) değerlendirin.

Bina Enerji Yönetim Sistemi (EMS) Doğrulama ve Devreye Alma

  • MATLAB ve Simulink ile geliştirdiğiniz bina Enerji Yönetim Sistemi (EMS) tasarımını doğrulayın ve masaüstü simülasyonundan gerçek zamanlı simülasyona hızlı bir geçiş sağlayın.
  • Simulink’teki denetleyici modelinden gömülü işlemcilerde çalıştırılmak üzere okunabilir ve verimli C/C++ kodu üretin.
  • Gerçek zamanlı sistemlerde kullanılmak üzere tesis (plant) modeli için C kodu oluşturun.
  • Donanım Döngüsünde (Hardware-in-the-Loop – HIL) simülasyonları gerçekleştirerek bina enerji yönetimi stratejilerini elektrik sistemi üzerinde doğrulayın.
  • Üst seviye (supervisory) kontrol algoritmalarını uç (edge) cihazlara dağıtın.
  • MATLAB tabanlı operasyon optimizasyon algoritmalarını MATLAB Web App Server ve MATLAB Production Server kullanarak bulut ortamlarına dağıtın.

PEM Yakıt Pili Sistemlerinin Modellenmesi ve Simülasyonu

  • Yeterli doğruluk seviyesine sahip simülasyon modelleriyle yakıt pili uygulamalarını daha verimli bir şekilde geliştirin.
  • Simülasyon modellerini kullanarak tasarım alanını keşfedin, farklı tasarım alternatifleri arasındaki ödünleşimleri analiz edin ve kontrol sistemi geliştirme süreçlerini destekleyin.
  • MATLAB, Simulink ve Simscape Electrical ile yakıt pilleri ve hidrojen elektrolizörlerini modelleyin.
  • Yakıt pili sistem mimarileri geliştirin.
  • Yakıt pili sistemleri için kontrol algoritmaları tasarlayın ve uygulayın.
  • Yakıt pilleri ve elektrolizörleri daha büyük ölçekli elektrik sistemlerine entegre edin.

PEM Yakıt Pillerinin Modellenmesi

  • Simulink ve Simscape ile hazır kütüphane bileşenlerini kullanarak fizik tabanlı veya modelleme araçlarıyla veri tabanlı yaklaşımlar kullanarak yakıt pili ve elektrolizör sistemlerini modelleyin ve simüle edin.
  • Yakıt pili yığınları (fuel cell stacks) ve elektrolizörler için farklı sistem yapılandırmalarını değerlendirin.
  • Hidrojen gazı ve hava akışı, su taşınımı ve ısı üretiminin kontrolü için çok disiplinli fiziksel etkileri ve yardımcı sistem (Balance of Plant – BoP) bileşenlerini modelleyin.
  • Elektrik sistemi ve termal yönetim sistemi tasarımını desteklemek amacıyla elektrotermal davranışları analiz edin.

Yakıt Pili Kontrol Sistemlerinin Geliştirilmesi

Kontrol sistemleri, yakıt pili sistemlerinin güvenli, dayanıklı ve verimli çalışmasını sağlamada kritik bir rol oynar. Simulink ve Simscape ile kontrol algoritmalarını hızlı bir şekilde geliştirebilir, donanım döngüsünde (HIL) test edebilir ve hedef donanıma dağıtabilirsiniz.

  • Akım ve gerilim kontrolü, nem kontrolü, basınç yönetimi, su yönetimi ve termal yönetim için elektrotermal kontrol algoritmaları tasarlayın.
  • Yakıt pili modelleri için okunabilir ve optimize edilmiş C/C++ veya HDL kontrol kodları oluşturun.
  • Tesis (plant) modeli için kod üretin.
  • Gerçek zamanlı Donanım Döngüsünde (HIL) testleri gerçekleştirerek yakıt pili donanım prototiplerinde oluşabilecek maliyetli hasarların önüne geçin.
  • Kontrol kodlarını gömülü işlemcilere veya FPGA/SoC platformlarına dağıtın.

“Yakıt pili sistemlerinin güvenilir ve verimli olması gerekir. Bu hedefe ulaşmak için kontrol algoritmalarımızı sisteme uygulamadan önce MathWorks araçlarıyla hızlı bir şekilde geliştiriyor ve simüle ediyoruz. Algoritmalarımızı C veya C++ ile incelemek için zaman harcamamıza gerek kalmıyor. MATLAB sayesinde fikirlerimizi yalnızca birkaç satır kodla test edebiliyor, önemli ölçüde zaman kazanıyor ve ticari olarak uygulanabilir yerinde enerji sistemleri geliştirme hedefimize daha hızlı ilerliyoruz.”

Rebecca Dinan
Plug Power

Öne Çıkan Örnekler

© FİGES A.Ş. Tüm hakları saklıdır.