はじめに
米国では、分散型エネルギー資源（DER）をグリッドに相互接続するには、いくつかの規格／グリッドコードに準拠する必要がある：
- 米国電気工事規定（NEC）、
- アンダーライターズ・ラボラトリーズ（UL）1741、および
- IEEE1547。
既存のUL1741とIEEE1547（IEEE 1547-2003）は、スマートインバータの開発以前に書かれたものであるため、新しいグリッドサポート、ユーティリティ・インタラクティブ・インバータ、コンバータをカバーするために2016年末に改訂された。UL1741とIEEE1547の改訂はカリフォルニアからもたらされた。実際、2013年初めには、カリフォルニア公益事業委員会（CPUC）とカリフォルニアエネルギー委員会（CEC）の規制当局が共同でスマート・インバータ・ワーキング・グループ（SIWG）を招集した。
CPUCは2014年12月18日、規則21に基づく7つの自律的機能の追加を求めるSIWGのフェーズ1勧告を承認した。CPUCの裁定に基づき、これらの変更の発効日は、2015年12月31日か、SIWGのフェーズ1勧告に対応するためにUL 1741が更新されてから12ヶ月後のいずれか遅い方とされた。
2016年末、ULは更新されたUL1741 SA文書を正式に発表し、それを受けて、1年の期限が切れる前にすべての試験に合格し、インバーターを認証するための競争が始まった。
現在、多くのメーカーが新規格の導入に取り組んでいる。その内容がまだよくわからないという方は、ぜひご一読いただきたい。
UL1741 SAは、IEEE1547ではカバーされていない、以下のようなグリッドインタラクティブ機能のコンプライアンスをカバーする：
- 電圧ライドスルー（L/HVRT）；
- 周波数ライドスルー（L/HFRT）；
- 固定力率（SPF）
- 電圧-電圧制御（VV）
- 通常のランプレート（RR）
- ソフト・スタート・ランプ・レート（SS）；
- によるアンチ・アイランディング・テスト
- オプション周波数-ワット（FW）
グリッドサポート機能がインバータのアンチアイランディング機能に影響を与える可能性があるため、アンチアイランディング試験はUL1741 SAに含まれている。したがって、これらの機能を有効にした状態でアンチアイランディング試験を実施する必要がある。
ここでは、系統連系インバータが合格しなければならない7つの主要なテストについて簡単に説明する。
1.低/高電圧ライドスルー（L/HVRT）試験
この試験の目的は、通常の運転範囲外の低電圧および高電圧の変動に対する分散型エネルギー資源（DER）の挙動を検証することである。
インバータの応答には3つのタイプがあり、公称動作領域以外の6つの電圧領域（強制動作、瞬時停止（ゲート・ブロッキングとも呼ばれる）、マスト・トリップ）を検証する必要がある。動作領域を下図に示す。
2.低／高周波ライドスルー（L／HFRT）
この試験の目的は、分散型エネルギー資源（DER）システムが、インバータが接続されているグリッドの通常の動作範囲外の低周波および高周波のエクスカーションに応答した場合の動作を検証することである。
L/HVRTと同様に、周波数ライドスルーでは、3種類のインバータ応答があり、公称動作領域近くを含む5つの周波数領域、すなわち、強制動作、瞬時停止（ゲートブロッキングとも呼ばれる）、マストトリップを検証する必要がある。動作領域を下図に示す。
3.Volt/VAr "Q(V) "テスト (VV)
この試験は、インバータが系統電圧の関数として無効電力を供給するために必要な応答特性を満たしていることを確認するものである。
この試験は、1つのQ(V)曲線に沿った4つの電圧動作点で定義され、インバータが注入する無効電力がチェックされる。満たす必要のある典型的なQ(V)曲線を下図に示す。無効電力応答は通常、3組のVolt-VAr曲線、すなわち平均Volt-VAr、最も積極的なVolt-VAr、および最も積極的でないVolt-VArについてチェックされる。
4.固定力率試験（SPF）
この試験は、インバータが力率指令に応答して無効電力を供給するために必要な応答特性を満たしていることを確認する。固定力率は、インバータが異なる有効電力レベルに対して一定の力率を維持できるかどうかを試験する。
インバータが力率固定モードで皮相電力の限界に達すると、力率を固定するために有効電力を下げる。
インバータが無効電力優先の固定電力モードで、皮相電力の限界に達した場合、無効電力出力を維持するために有効力率を下げる必要がある。
典型的なW-VArグラフと、インバータ出力をチェックする主な動作点を下図に示す。
5.ソフトスタート再接続ランプ率
この試験は、インバータがソフトスタートのランプ率応答を提供するための所定の応答特性を満たしているかどうかをチェックする。
DERは、出力の増減率を変えることができる。これらのランプレートは、インバータの電流レベルが物理的にできることに制約される。例えば、最大電力を出力している場合、ランプダウンはできるがランプアップはできない。一方、完全に充電された蓄電システムは、グリッドに電力を放電することはできるが、すでに完全に充電されているため、グリッドから電力を引き出すことはできない。
6.ランプ率制限テスト（RR）
この試験は、インバータが通常のランプアップレートとランプダウンレートコマンドの両方に対して正しいランプレートレスポンスを持っているかどうかをチェックする。
7.意図しないアイランド化テスト
非意図的アイランド試験は、サポート機能が有効な場合の非意図的アイランド評価向けである。この試験には、LVRT、HVRT、Q(V)、Volt-VAr などの系統連系機能が含まれるため、IEEE 1547.1-2005 とは異なる。
非意図的アイランド試験は、通常、下図に示す試験セットアップで行われる。RLCネットワークのインピーダンスを調整し、インバータ電流がすべてRLCタンクに流れ込み、三相電源に流れ込まないようにします。その瞬間、三相電源は切り離され、被試験インバータは意図しないアイランド接続を迅速に検出し、迅速に切り離す必要がある。
このテストは、ゼロ電流条件から離調するRLCネットワークのレベルが異なる場合に繰り返される。
非意図的アイランド化テストでは、すべてのグリッドサポート機能をワーストケースのパラメータで作動させなければならない。試験対象の DER に周波数ワット機能が含まれる場合は、それも試験しなければならない。試験番号 1 は、L/HVRT、L/FVRT、（利用可能な場合は FW）を含むこと。試験番号 2 は、L/HVRT、L/FVRT、および SPF（利用可能な場合は FW）を含むこと。試験番号3は、L/HVRT、L/FVRT、VV（あればFW）を含むこと。
これら7つのスマートインバーターテストは、スマートインバーターコントローラーに根本的に新しい要件を課すものではないが、カバーする必要のあるテストケースの範囲は非常に広い。
テストケースの数と、これらのテストがすべてインバータコントローラの機能を対象としていることを考慮すると、UL1741 SAテストと事前認証は、ハードウェア・イン・ザ・ループ・テスト（BDEWなどの他のスマート・インバータ・グリッド・コードも同様）に完全に適している。
実際、インバーターコントローラーを総合的にテストし、検証することができるループセットアップ内の超高忠実度コントローラーハードウェアを使用することで、すべてのテストを実施し、テストを自動化することができる。
クレジット
著者 ｜イヴァン・セラノヴィッチ
ビジュアル ｜Typhoon HIL
編集 ｜デボラ・サント
