はじめに
クリーンエネルギーへの移行には、大量のエネルギー貯蔵を電力網にシームレスに統合することが不可欠である。これが、発電所のソフトウェア開発、バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）インテグレーター、フィールドサービスプロバイダーの大手であるIHIテラサン・ソリューションズ（IHIテラサン）の焦点である。IHI Terrasunは2018年にTyphoon HILとのパートナーシップを開始し、BESS全体のシミュレーションとテストを確実に行い、長くてコストのかかる現場での試運転とサービスの問題を回避できるようにした。IHIテラサンとTyphoon HILの協力は、エネルギー貯蔵の信頼性と効率性の向上に貢献するコラボレーション、技術的精度、積極的なテストのモデルです。
IHIテラサンは、バッテリーやインバーターにとらわれないという点で他社と一線を画している。同社は、あるプロジェクトではインバーターとバッテリーのペアを統合し、別のプロジェクトではメーカーを変更することができる。その間、Typhoon HILシミュレーション・システムを使用して、発電所コントローラー・ソフトウェアとの相互運用性をチェックすることができる。「IHIテラサンのシステム・ソリューション担当シニア・ビジネス・マネジャー、ジャレド・スペンス氏は、次のように語っています。「私たちは、異なるOEMの製品を統合、通信、制御、テストすることで、プロジェクトごとに異なる要件に最適なソリューションを必ずしも提供しない単一の構成に縛られることなく、プロジェクトに最適な機器の組み合わせを見つけることができます。
Typhoon HILシミュレーションのハードウェア、ソフトウェア、ツールは、エネルギー貯蔵デバイスとエネルギー貯蔵システム（ESS）を迅速、安全、コスト効率よくテストする手段を提供するため、IHIテラサン・ソリューションズ（IHIテラサン）にとって非常に価値のあるものです。IHIテラサンは、Typhoon HILシステム上で、通常であれば実際のシステムで深刻な機器損傷を引き起こし、作業員にとって危険な状態になるような故障ケースを安全にシミュレートすることができます。IHIテラサンは、Typhoon HILシミュレーション・システムを使用することで、シミュレーションとテストを通じて、制御装置が適切な安全措置を取り、事象に関連するすべてのデータを記録し、適切な人々や組織に状況を報告することを確認することができます。
ジム・クリーブランド
シニア・コントロール＆QAマネージャー
IHI テラサン
ハードウェア・イン・ザ・ループ・テストによるリスクの低減
IHIテラサンが開発したSAFEtm（Simulated Acceptance and Fault Emulation）プログラムは、Typhoonハードウェア・イン・ザ・ループ・テストベッドを中核とする、経験とデータに基づく多層シミュレーション・プロセスです。このプロセスにより、システムコンポーネントとソフトウェアがシームレスに動作することが保証されます。また、リスクを大幅に低減し、配備と試運転の時間を短縮します。
IHIテラサンが開発した徹底的なテスト手順は、同社の新しいハードウェアへの適応能力を実証している。IHIテラサンはまた、HILテスト展開に統合された独自の自動化モジュールを持っており、システムの可変テストを大幅にスピードアップします。
「Typhoon HILシミュレーションシステムで重要なシステムテストを実施することで、IHI Terrasunは制御装置が適切な安全アクションを取り、安全イベントに関するデータを記録し、適切に報告することを保証できます。「プロジェクトを試運転する際には、すべての部品が連動して動作することを確認する必要があるため、できる限りのテストを行っています」。
Typhoon HILのシミュレーション環境を使用したこの積極的なテストは、プロジェクトに対する顧客の信頼を高めるだけでなく、試運転を迅速化し、一貫性を確保します。
ハードウェア・イン・ザ・ループ・テストによる潜在的故障のシミュレーション
IHIテラサンは、模擬試験環境において、電池システム、電力変換システム（インバータやコンバータ）、制御システム全体が経験するさまざまなシナリオを作成することができます。バッテリ・マネジメント・システム（BMS）や電力変換システムなどの機器やソフトウェアを介してシミュレートされた障害が伝播する様子を監視し、IHIテラサンの発電所コントローラ（PPC）の応答を監視・測定することができます。
「HIL（Hardware-In-the-Loop）シミュレーション環境を使用する大きな利点の1つは、温度過不足、過電流、過電圧、地絡、相間短絡など、非常に危険な故障条件を迅速かつ安全にシミュレーションできることです。研究室や現場の実際のシステムでは、このようなテストは絶対に機器の損傷や負傷につながる可能性がありますが、シミュレーション環境では安全にエミュレートできます。「ラボのシステムやフィールドで故障条件をテストする場合、機器の損傷や負傷、グリッドイベントを避けるために、デバイスとそれがシステム全体に与える影響について熟知していなければなりません。Typhoon HILシステムを使えば、これらの条件をはじめ、多くの条件を安全にシミュレートし、適切な安全プロトコルと操作を検証することができます。
IHIテラサンがIEEE2800規格の開発に専門知識を提供
Typhoon HILシステムにより、IHIテラサンはエネルギー貯蔵の機能コントローラ要件をチェックし、顧客のシステム性能が、送電電力系統に接続されるインバータベース・リソース（IBR）の相互接続性と相互運用性に対応するIEEE 2800などのIEEE（Institute of Electronics and Electrical Engineers）規格に適合していることを確認することができます。
現在策定中のIEEE2800規格は、エネルギー貯蔵（および大規模太陽光発電は、いずれもインバータベースのシステムである）の標準化の進化の一歩となるもので、この分野が理論モデルや小規模プロジェクトから、全米の多様なグリッド管理に対応する実用的な運用システムへと移行する際に役立つ。
IHIテラサンの事業戦略・サービス担当副社長であるレイ・サカは、IEEE 2800.200ワーキンググループのメンバーとして、アクティブパワー制御、一次周波数応答（PFR）、高速周波数応答（FFR）、無効電力制御、電圧調整、力率制御などの系統安定化機能への準拠を含む新規格の試験要件の開発プロセスに影響を与える洞察力と専門知識を提供してきました。彼の研究のおかげで、IHIテラサンは、開発者の現在の期待に応えるだけでなく、さまざまな地域やISO（独立系統運用者）でIEEE 2800の要件が採用されることを予測するシミュレーション手法を準備することができました。この先見性により、潜在的なシステム変更の予測モデリングや、設計・統合段階の改善が可能になり、ロバストで効率的な実運用につながります。
IHIテラサンは北米で60を超える運用プロジェクト実績があり、設計、実装から試験、試運転、維持管理まで、プロジェクトのライフサイクル全体を包括的に理解している。さまざまなメーカーの異種コンポーネントを統合し、まとまりのある運用システムに仕上げる同社の能力は、Typhoon HILとのシミュレーション作業により、すべての要素が通信し、相乗効果のある1つのユニットとして機能することを確実にすることで成功を収めている。
IHIテラサンの顧客は、プロジェクト・リスクの低減と生涯プロジェクト・コストの削減という形で、この経験を享受しています。IHI TerrasunとTyphoon HILの予防戦略により、エネルギー貯蔵システムに不可欠な稼働時間を最大限に延ばすことができます。
IHI TerrasunのSAFETM(Simulated Acceptance and Fault Emulation)プログラムは、Typhoon HILシステムのロバストな忠実度に依存して、メーカーの仕様と制御システムの動作を検証します。IHIテラサンがお客様に提供するこのソリューションは、お客様のプロジェクトが安全で信頼性が高く、IEEE2800などの最新のグリッド相互運用性要件に準拠していることを保証するために不可欠なものです。
レイ・サカ
事業戦略・サービス担当副社長
IHI テラサン
IHIテラサンがイノベーションを促進
今後、IEEE 2800のような標準規格がより広く義務化されるにつれ、IHIテラサンがTyphoon HILシミュレーション・システムで実施した統合作業は、プロジェクト開発者に、これらの要件やその他の新たな要件を満たすツールキットを提供することで、優位性をもたらします。
Typhoon HILシミュレーションのハードウェア、ソフトウェア、ツールは、エネルギー貯蔵デバイスとエネルギー貯蔵システム（ESS）を迅速、安全、コスト効率よくテストする手段を提供するもので、IHIテラサン・ソリューションズにとって非常に価値のあるものです。今回の協業は、プロジェクト統合におけるIHIテラサンの重要な役割を明確にし、業界標準とプロジェクト要件を満たすシステムを確実に提供するものです。
クレジット
テキスト ｜リサ・コーン、ジャレド・スペンス
ビジュアル ｜IHIテラサン、カール・ミッケイ
編集 ｜デボラ・サント
