はじめに
重要なレッスンは、必ずしも大きな投資を必要としない。
マサチューセッツ州ケープコッド統合基地のオーティス空軍州兵基地（ANGB）マイクログリッド・プロジェクトにそれが見られる。これは、米軍施設におけるエネルギー安全保障の改善と電力信頼性の向上を目的とした革新的な技術に関する国防総省の環境安全保障技術認証プログラム（ESTCP）の2019年プロジェクト・オブ・ザ・イヤーに選ばれた。
このプロジェクトには、ESTCPから570万ドル、マサチューセッツ州から100万ドルが投資され、既存の資産の有用性を高めるために作られた。発電所のリーダーとスタッフは、レイセオン・テクノロジーズ社と協力し、新しい蓄電池と制御装置を既存の風力発電リソースと統合することで、スタンドアロン（島しょ型）の運転能力を確立し、タイムシフトと周波数調整サービスを通じて年間50万～100万ドルの価値を提供した。
コントローラ・ハードウェア・イン・ザ・ループ
Raytheon Technologies社の主任研究員Dave Altman氏は、TyphoonController Hardware-in-the-Loop (C-HIL)ソリューションを使用して、Otis ANGBマイクログリッド用のRaytheon Intelligent Power and Energy Management (IPEM)マイクログリッド制御システムの設計とテストを行った。これにより、Otis ANGBのマイクログリッドは、リアルタイムの情報ミッションをサポートする能力を強化できただけでなく、複雑なシステム統合で発生する突発的な挙動を予測することができました。
4つの重要な教訓
電気は、他のエネルギーと同様、長い間、単純で差別化されていない商品として扱われてきた。オーティス・マイクログリッド・プロジェクトは、以下のような教訓を含め、そのような洞察の一端を垣間見せてくれる：
1.すべての電気が同じ価値を持っているわけではない。
このプロジェクトが実施される前、以前設置されていた風力タービンの発電量は最大で1.5MW、天候によってはゼロになることもあった。さらに悪いことに、この風力資源は送電網の停電時には貢献できず、バックアップ発電機の必要性を減らすことはできなかった。風力タービンの予測出力は、発送可能な系統電力と同じように評価されていたが、その実際の価値（ニーズへの貢献）はコントロールできなかった。
2.スマート・インテグレーションは、経費節減とレジリエンス（回復力）構築のための方法である。
オーティス・プロジェクトは、発電、蓄電、制御機能を調整することで、平均値よりもはるかに大きな価値を持つ電力を供給する。適切な制御プロトコルがあれば、新しいEcoultバッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）は、燃焼発電機や風力資源と結合して、グリッド電力がダウンしたときにアイランドモードであっても、ミッションに重要な機能に電力を供給することができる。通常時は、同じシステムで電力供給をタイムシフトして需給バランスをとり、ニューイングランド独立サービスオペレーターとのサービス取引を通じて送電網の安定に貢献することができる。
3. エネルギーのデジタル化は、よりスマートで俊敏な未来につながる。
レガシー電源システムは、巻線、磁石、接点などの電気機械装置で構築されており、カスタマイズされたサービスには遅すぎ、高価で、柔軟性に欠けていた。デジタル・センサーと通信は高性能かつ安価になり、今日のパワーエレクトロニクス・ベースのスマート・インバータ、コンバータ、コントローラ、リレーの多くは、ミリ秒単位で応答・調整したり、要求に応じて機能を切り替えたりすることができる。このような俊敏性は、もちろん、故障や不意打ちの新たな機会を生み出します。その結果、信頼性の高い試験、できればシステムのスコーピング、設計、運用全体を通じての試験の課題と重要性が高まります。
4.高速化された反復テストは、私たちの安全性とセキュリティを維持するのに役立つ。
C-HIL試験は、幅広い条件下でのシステム試験範囲を拡大し、設置前に発生する挙動の予測を可能にしました。Typhoon HILの自動化されたテストは、システム応答の広範な検討と、操作および対応手順の開発をサポートする。このシステムは、IEEE規格2030.8を満たすためにC-HIL試験を使用した最初のマイクログリッドであった可能性がある。
試験シナリオの例としては、系統連系から島しょモードへの移行や過渡シナリオなどがあります。電力系統がより複雑化、ダイナミック化、インテリジェント化するにつれて、自動化されたC-HIL試験は、設計と試運転を合理化すると同時に、予期せぬ運転状況を減らす上で不可欠な役割を果たすことになります。
要点
オーティス・マイクログリッド・プロジェクトは、単に費用対効果の高い取り組みというだけでなく、新しいデジタル電力技術を先見的かつ十分な情報に基づいて活用することで、エネルギー価値と回復力を生み出す方法を実証している。
国防総省にとっての主なメリットは、サイバーセキュアな系統連系サービス、「層状回復力」によるスタンバイ発電機、持続可能な容量による運用上のメリットなどである。
このプロジェクトは、不利な出来事、変化、不確実性に直面したときに、予測、対応、回復、適応する組織能力を高めるための新エネルギーの考え方と新興技術の活用を例証するものである。
クレジット
著者 ｜ポール・ローゲ
ビジュアル ｜Typhoon HIL
編集 ｜デボラ・サント
