はじめに
デジタル制御と通信は、電力電子工学および電力システムの分野においてますます重要な役割を果たしている。C-HIL（コントローラ・ハードウェア・イン・ザ・ループ）技術は、学部および大学院レベルでの学習プロセスに適用されることで、この技術的進化を強力に支援することができる。
さらに、電力実験室に伴う危険性、コスト、厳格な監督要件がないため、電力工学をより実践的で双方向的なものとし、学部生にもアクセスしやすくしている。
例えば、適切に設計されたC-HILシステムは、あらゆるレベルの複数のスマートグリッド制御システムと直接インターフェースでき、同時に、関心のあるあらゆる時間スケールおよびレベルにおける制御機能をC-HILシステム内で容易にプログラミングできる。さらに、適切に設計されたC-HILシステムは、Modbus、IEC61850、CANといったスマートグリッドの言語、およびそれらの方言を「話す」ことができる。
優れたC-HILシステムジェネレータの中核に組み込まれたリアルタイムモデルにより、電力システムコンポーネントは学生が自由に操作できるブロックとなり、確固たるエンジニアリング直観を育むことが可能となる。往々にして、何年もかけて培われるエンジニアリング直観が、わずか数週間で習得できるのである。
それでは、C-HIL技術の利点がスマートグリッド教育の分野において、どのようにデジタル強化された学習体験へと変換されるのかを見ていきましょう。
特徴 #1| C-HILは教室をスマートグリッド実験室に変えます。
C-HIL技術による電力の仮想化により、実践的な学習が可能となります。学生は電力部品の選定、安全動作領域の検証、保護リレー設定のテストのための短絡試験を実施できます。
さらに、まったく同じ環境内で、パワーエレクトロニクス制御装置を開発し、グリッドコードに対してその性能を検証することが可能です。
特徴 #2| C-HILは学際的な学習とチームワークを支援します。
複雑性には強力な学際的チームが求められる。学際的チームが生産的かつ効率的であるためには、特定の専門知識が調和して機能し、より質の高い学習体験とより楽しい体験をもたらす協働環境が必要である。
パワーエレクトロニクスおよびスマートグリッドの分野において、適切に設計されたC-HILシステムはまさにそのようなツールである。
特徴 #3| C-HILは反転授業モデルに対応しています。
C-HIL技術は、授業と宿題の要素を逆転させる反転授業の教育モデルを採用可能にすることで、能動的学習を支援します。
学生はC-HIL仮想環境での自主学習と実験を推奨され、授業時間はチームワークとディスカッションに充てられる。
適切に設計されたC-HILシステムは、豊富なI/O機能を備えた汎用リアルタイムマシンであり、統合された設計・モデリング・テスト・データ収集ソフトウェアにより、包括的なスマートグリッド教育ツールへと変貌する。
クレジット
著者 | ニコラ・フィッシャー・セラノビッチ
ビジュアル | Freepik
編集者| デボラ・サント
