OPAL-RT TECHNOLOGIES

Déjà 17 ans...

...des réseaux électriques

…. aux automobiles

…..avions et

… systèmes industriels

2014-05-14

From Imagination to Real-Time

Du concept à la réalité

2

Établi en 1997, Montréal– Plus de 100 employés (2014)

Créateur du logiciel RT-LAB– Plateforme de simulation temps réel distribué

– Haute performance

– Compatible MATLAB, SIMULINK, SimPowerSystem

20% des revenus réinvestis en R&D

OPAL-RT TECHNOLOGIES EN BREF

Réseaux électriques

Électronique de

puissance

Automobile

Aerospace

Education et R&D

Simulateur numérique temps réel (HIL)

Prototypage de systèmes de

commande (RCP)

Équipenet de test protatifs (Berta et

centrales nucléaires)

Opal-RT in Brief

3

PRÉSENCE MONDIALE

Plus de 500 clients à travers le monde

Filiales

France - 11 pers

États-Unis – 4 pers (Detroit et Californie)

Inde – 9 pers

Chine - 4 pers (Centre de support avancé)

Australie

Vaste réseau de distribution et intégrateurs

Chine,

Japon,

Corée,

Taiwan,

Singapour,

Brésil, Australie

4

OPAL-RT: VISION ET MISSION

VISION

Démocratiser la simulation temps réel.

<<un simulateur temps réel sur chaque bureau

d’ingénieur-concepteur de systèmes dynamiques>>

<<L’imagination des concepteurs

doit devenir la limite réel de L’innovation>>

Ce combat se retrouve dans notre slogan :

« From Imagination…to Real-Time ».

MISSION

Réduire les délais et coûts de conception, de prototypage et d'essai

de systèmes complexes mécaniques, électromécaniques ou d'électronique

de puissance

en proposant des systèmes de simulation ouverts, qui ont recours

aux technologies commerciales courantes les plus récentes.

5

LES MARCHÉS D’OPAL-RT

Opal-RT in Brief

Marchés en croissance avec position de leader ou en devenir

Électronique de puissance – marché horizontal dans toutes les industriesSimulateurs et outils de tests ECU pour véhicules électriques hybrides, véhicules hors route, trains,

navires et avions tout électrique, machines-outils, etc.

Réseaux électriques (simulation transitoire rapide)Grands réseaux de transport, micro-réseaux, réseau distribué, HVDC, FACT, MMC, PV, éolienne .

Recherche et Éducation – horizontalSimulateurs de petite et grande échelle pour les industries automobile, mécatronique et systèmes électriques et pour les domaines d‘éducation et de recherche

Marchés émergents : stabilité des grands réseauxRéseaux électriques – Mode phaseur – distribution et transport Test et développement de SPS, WAMPAC, logiciel SCADA, formation des operateurs …

Marchés traditionnels - simulateurs intégrés - mechatroniqueVéhicules automobiles et militaires – Electro-mécanique

Simulateurs et outils de tests pour les systèmes de contrôle électronique (ECU) utilisés pour les moteurs, les transmissions, les freins

Aviations et Aérospatiale – Simulateurs intégrés Electro-mécaniqueSimulateurs et bancs d’essais pour avion civile et militaire et systèmes robotiques complexes

6

PLATEFORME MATÉRIELLE – COMPATIBLE AVEC NOS PRODUITS –

eDRIVEsim, eMEGAsim and HYPERSIMN

bre

de n

œu

ds

20

100

1000

750

10

SGI

SUPER

COMPUTER

Nombre de processeurs

OP7000

MULTI FPGA

I/O and

SIMULATOR

OP5600 - 07

MULTI CORE

SIMULATOR

With I/O & FPGA

OP4500

4-CORE

FPGA I/O

4 6 16 32 64 256 +

10,000

HYPERSIM: UN NIVEAU SUPÉRIEUR

• SGI Superordinateur à mémoire globale ou PC

standard selon les besoins

• Évolutif, pouvant accepter plus de 1000

processeurs

• Allocation de processeurs entièrement

automatiques selon l’analyse du schéma

• Aucune modification de modèle nécessaire lorsque

les E/S ou le nombre de processeurs est modifié

• Tests automatisé pour les essais de protection et

de contrôle

• Valeurs des paramètres de circuits RLC peuvent

être modifiées sans recompiler le modèle

• Développé et utilisé par Hydro-Québec pendant

25 ans; et choisi par les services publiques et les

centres de R&D importants

• Intégré avec le simulateur OPAL-RT OP5600 et

OP7000 à base d’E/S FPGA et des systèmes

d’ordinateurs à multi-coeurs INTEL standard

7

EPIC center HYPERSIM U. North Carolina

Charlotte

WestPort

Diesel engine

ECU

Military Customer Aerospace

Integrated Vehicle Health

Management

Liebherr Toulouse

Air management

SystemMajor USA aerospace company

OPAL-RT is a preferred supplier for all

Auxiliary Power Unit test bench

9

Simulateur HVDC – Type MMC

- livré à ABB et (Suisse) et NARI (Chine)

Les industries

Industriel et utilités – 75%

• Automobile

• Équipement hors-route

• Marine

• Aviation civile

• Aerospace et militaire

• Machines industrielles

• Equipement et utilités

– Réseaux de transport et

de distribution

• Systèmes de production

• Énergies renouvelables

Academic et éducation – 25 %

Opal-RT in Brief

V

310

20% des projets/revenu

sont reliés à la

mécatronique (simulation

de système mécanique

lent)

80% des projets reliés

aux systèmes

d’électronique de

puissance et réseaux

électrique

Utilités et électronique de puissanceOpal-RT in Brief

V

3

11

5 divisions

7 divisions

SIEMENS

PANASONIC

NREL

ALTHOM GRID

RTE -France

ENTERGY

ENEL

China State Grid

EDF

PNNL

SANDIA

NYPA PGCIL

Simulateur OPAL-RT MMC en Chine ( 2012-2-14)

Copyright (C) OPAL-RT Technologies 12

MMC Project

eMEGAsim

Installed at MMC

Manufacturer

CEPRI

XJ Group

Nari

CSG

Zhejiang

Grid

SPERI

AUTOMOBILE-TRAIN-VEHICULES HORS TERRAINOpal-RT in Brief

V

313

DELPHI

FORD

AVION CIVILOpal-RT in Brief

2012-

V

314

BOEING

Institut Chinois(avion régional)

15

ARJ 21 - Chine

RT-LAB is used as flight simulator in the Iron Bird of ARJ-21, China’s advanced regional jet program.

From virtual system integration, Pilot in loop testing, to Hardware-In-Loop testing. All model-based project.

Defense & Aerospace

2012-01-16 16

17

EMBRAER Super Tucano - Brazil

High Voltage I/O (150V)

MIL1553

ARINC 429

RS232

Simulink detailled Airplane model

Running on RT-LAB

RVDT sensor reading

Using OP5130 FPGA cards

Trainer user interface using

RT-LAB application

programming interface (API)

Marché Éducatif

Université

Saint-Joseph

Guatalajara

MexicoLEG

GrenobleLILLE

France Universidad del Pais Vasco - Spain

IIT (4)

INDIA2012-01-16V3 18

TAMUQ -Qatar

19

OPAL-RT À TRAVERS LE TEMPS

De 1997 à aujourd’hui

<< L’ innovation technologique et

notre agilité ont permis de conquérir

les organisations innovatrices à

travers le monde … pour revenir

ensuite à la conquête du Québec et

du Canada … >>

20

OPAL-RT de 1997 à aujourd’hui

1997 Fondation avec Lise Laforce

1998 RT-LAB 1.0- Agence spatiale

canadienne, simulation du bras robotique

canadien – COTS - 6 Pentium-2 à 230 MHz!

1999 RT-EVENT – FORD Simulation

d’un moteur 8 cylindres avec un

système IBM de 8 CPU

2000 Simulation du Embraer 170 – Jet

régional <Fly-by-Wire) - DINAMO

2001 ARTEMiS (Dr. Christian Dufour)

Premier contrat avec General Electric (trains,

véhicules hors terrain)

RT-EVENT, DINAMO et ARTEMiS démontrent

l’importance des algorithmes et modèles pour offrir

une solution complète

Agence spatiale canadienne

RT-EVENT - FORD

ARTEMIS et GE

Algorithme mathématique

Embraer

21

OPAL-RT de1997 à aujourd’hui

2002 plateforme OP5000 FPGA VIRTEX II

et modules IO

2004 OPAL-RT Corp. Michigan

Plateforme OP6000 Multi-FPGA pour

les tests des contrôleurs automobiles

2004 TOYOTA: premiers systèmes

de simulation de moteurs électriques

pour véhicules hybrides (10 micros) –

plus de 40 systèmes livrés

2005 RT-XSG – Système de

développement FPGA – Denso et

Mitsubishi - JMAG

OP5000 - FPGA

OP6000

Automobile

TOYOTA

(Modèle TSB)

JMAG

(Modèle moteur électrique

avancé)

22

OPAL-RT de1997 à aujourd’hui

2007 eMEGAsim – Simulateurs 24 CPU

COTS pour la simulation des réseaux

électriques;

3 grands simulateurs livrés en Chine pour la

simulation des navires électriques

2008 RT-LAB BERTA – Ajustement

des régulateurs de vitesses – tests à

HQ et Swenska (Suède)

2009 OPAL-RT Europe Paris

Simulateurs HIL compact OP5000

Wanda box et Spartan 3

24 CPU

BERTA

(collaboration HQ Production)

23

OPAL-RT de1997 à aujourd’hui

2010 RT-LAB 10 – GUI Eclipse Gui

Premiers simulateurs pour systèmes

HVDC de type MMC – Livraison en

Chine et en Suisse 2500 IO en 25 us

2012 Plateforme OP7000 – Multi-FPGA,

eFPGAsim – GE Aviation

ARTEMIS-SSN- State-Space Nodal Solver

2011 Plateforme OP5600 Spartan 3 et VIRTEX 6

2012 OPAL-RT Inde Bangalore 7 personnes)

2012 eFPGAsim et eHS – simulateur

électronique de puissance sur GPGA

SSN

(algorithme)

MMC

eHS

(algorithme)

OP7000

24

OPAL-RT de1997 à aujourd’hui

2012 HYPERSIM – Entente de

développement et de commercialisation

2013 HYPERSIM sur hardware OPAL-RT,

première vente à ABB pour le lien HTCC Agra en Indes

2013 Simulateurs MMC de 3000 cellules,

250 nanos! (Chine)

2013 ePHASORsim V1 – nouveau marché

2013 Simulateurs réseaux multi-

terminaux DC MMC (5 convertisseurs

de 3000 cellules, (Chine)

Plus de 100 employés autour du monde

HYPERSIM

MMC

Réseau HTCC

ePHASORsim

algorithme

25

Gamme de produits – Simulateur électriques

HYPERSIM – EMT10 to 100 us

2500 barrees 3-ph, 120 cpu, 50 us)

Nb

red

e n

oeu

ds

20

100

1000

10,000

100,000

20,000

500

Rapidité des phénomènes simulés

1s 10ms 50us 20us 100ns 20ns1us

EMT : Transitoires electromagnétiques

250 3-ph busses, 12 CPU, 50 us)

eMEGAsim EMT

7 to 100 us time step

10

Système

Electronic de

puissance

rapides

I/O Management

eFPGAsim

Stabilité transitoire électromécanique (comme

PSS/e mais en temps réel)

ePHASORsim10 to 20 ms

eDRIVEsim EMT

7 to 100 us time stepVSC, Multi-Drive, AC Fed Drives

Algo nodal - parallele

SIMULINK/SPS/ARTEMIS

Algo – Systèmes d’états

eFPGAsim

26

OPAL-RT TECHNOLOGIES…

…une histoire qui remonte à 40 ans!

27

Don Mc Gillis

Tout commence en 1971: mon embauche par Don, un des pères

du 735 kV à HQ

La passion pour la conception des réseaux et pour le

développement technologique

L’appui très fort à la construction du simulateur de l’IREQ en

1974-75

L’appui à la prestation de services d’études à l’international

Centre de simulation de réseau d’ Hydro-Québec

Motivation: le réseau électrique du Québec est unique:

• La production d’énergie électrique est éloignée de la ville.

• Plusieurs longues lignes, ce qui nécessite de nombreux ajustements

Concentration: simulation de réseaux électriques en temps réel

• Besoin de concevoir une nouvelle ligne de 765 kV et de préciser les

équipements (coordination de protection) depuis une technique statistique

• Besoin d’évaluer de vrais contrôleurs pour des réseaux instables

Impossible d’utiliser un vrai réseau (7 ans pour le construire)

Impossible de mettre le réseau électrique hors ligne pour effectuer l’essai

Défis techniques

Bande passante élevée, nombreuses entrées/sorties

o Modèle complexe, demandant le traitement parallèle-hybride

massif

L’ORIGINE D’HYPERSIM

28

29

ÉVOLUTION DE LA TECHNOLOGIE DE SIMULATEUR TEMPS-RÉEL

1975 – 30 000 pi2 Simulateur Hybride

2009

1 cabinet, 3 PC avec 24 coeurs au total

pour 350 3-ph bus 32 à 64 coeurs(requis pour simuler les réseaux compliqués d’HQ)

1997: Simulateur

avec ordinateurs

commerciaux

eMEGAsim,

eDRIVEsim,

HQ: HYPERSIM

Simulateurs Analogiques

1960 1970 1980 1990 2000 2010

Simulateurs Hybrides (Analogique/Digital)

Simulateurs digitaux maison

eFPGAsim

eCLOUDsim

eMINIsim

30

Rt14 International Conference on Real-time Simulation

www.opal-rt.com