はじめに
本記事は、マイクログリッド会議パネル2019のシリーズ第1回「Making Sure Your Microgrid Will Work」です：C-HIL（Controller Hardware In the Loop）とモデルベース・エンジニアリングによるリスク低減。
Typhoon HILの戦略イニシアチブ担当バイス・プレジデントであるポール・ローゲ氏は、シュナイダーエレクトリック、シュバイツァー・エンジニアリング・ラボラトリーズ、イートン、レイセオン、EPCパワーからのパネリストを紹介した。彼は、マイクログリッド開発に対する現在のアプローチの主な問題点を巧みに説明した。
また、C-HILとモデルベースエンジニアリングによって、プロジェクトのライフサイクル全体を通して、マイクログリッドの設計とテストをより統合的なアプローチで行うことができる。
課題 ｜マイクログリッド開発への従来のアプローチはリスクが大きい
モデルベースエンジニアリングは新しい概念ではない。モデルベース解析は、システム全体がモデル化され、厳密にテストされる航空宇宙産業で広く使われてきました。フライトシミュレータは、飛行機が設計通りに機能し、この非常に重要な用途において完全に安全であることを保証します。
航空宇宙分野では何十年も前からこのようなことを行ってきた。飛行機が飛ぶ前には、モデルベースの分析やシミュレーションが行われる。
ポール・ローゲは、この厳格な設計とテストのプロセスはマイクログリッド開発にも適用されるべきだと述べている。しかし、現在のマイクログリッド開発へのアプローチは断絶しており、エラーが起こりやすい。
設計から試運転まで、マイクログリッドのライフサイクルのさまざまな段階で、さまざまなチームが関わっている。これらのバラバラのグループは、他のグループから独立して意思決定を行う。そして、マイクログリッドシステム全体を考慮に入れていない。
それは緊密に統合されたプロセスではない。また、非効率なだけでなく、潜在的なエラーも起こりやすい。
マイクログリッドを開発する前に、あるグループは技術経済分析（市場機会と技術的考察）を行う。これには、特定のサイトに対する費用便益分析も含まれる。そして、マイクログリッド・システムがどのようなものになるかを検討する：エネルギー貯蔵、太陽光発電、風力発電、その他のDERはあるのか？
次に別のグループがモデルを構築し、最初の技術経済分析に関係なく、システムがどのように振る舞うかを理解しようとする。また、安全面を考慮する別のグループもある。
彼らはシステムについて話しているが、実際にはシステムを見ていない。
この高度に切り離されたプロセスでは、システム全体のパフォーマンスが考慮されないため、非効率とエラーにつながる。
ソリューション｜C-HILとモデルベース・エンジニアリングがリスクを低減する
マイクログリッド開発への統合的アプローチは、マイクログリッド開発プロセスを合理化することができる。このプロセスにより、構想から設計、導入、メンテナンスに至るまで、マイクログリッド・プロジェクトのライフサイクル全体をより総合的に捉えることができる。
モデルベース・エンジニアリングでは、システムの統合されたデータベースやモデルを持つことができる。
Roege氏は、この新たなアプローチである超高忠実度HIL（Hardware-in-the-Loop）シミュレーションは、マイクログリッドの設計とテストのプロセスを合理化できると付け加える。これにより、さまざまなチームがマイクログリッド・システムのすべての属性を単一のデータベースまたはシステム・モデルで把握できるようになります」。
そうすれば、マイクログリッドのライフサイクルの各段階を担当するチームは、システム全体を念頭に置きながら、それぞれの役割を果たすことができる。個々のコンポーネント（電源回路の故障など）を見る代わりに、システムエンジニアは全体像を見ることができる。
C-HILマイクログリッド・テストベッドでは、実際のマイクログリッド・コントローラは、電力系統を超高忠実かつリアルタイムでシミュレートできるHILシミュレータと直接インターフェースされる。そのため、実際のコントローラーは、実際の電力系統と仮想の電力系統を区別することができません。
システムエンジニアは、実際のシナリオでマイクログリッド・コントローラーを設計し、テストすることができる。現場での展開に先立ち、これらのテスト結果に基づいてマイクログリッドの設計を最適化することができる。
HILはマイクログリッドの設計プロセスを合理化するだけでなく、耐障害性にも役立つ。
また、マイクログリッド制御システムの設計者は、機器の損傷や現場での停電を心配することなく、さまざまなマイクログリッド設計を自由に実験し、テストすることができる。
コントローラーのHIL（Hardware-in-the-Loop）とモデルベースエンジニアリングにより、より統合されたソリューションは、マイクログリッドプロジェクトのリスクを大幅に軽減し、加速させることができる。
クレジット
著者 ｜サマンサ・ブルース
ビジュアル ｜Typhoon HIL
編集 ｜デボラ・サント
