2021年3月16日

日立エネルギーグリッドエッジソリューションのスポットライトティロ・ビューラー氏

読書時間｜5分

日立エネルギーは、様々な分散型エネルギー資源（DER）を統合し、複雑なシステム内で複数の負荷を制御するという課題に直面していた。当初、制御アルゴリズムの開発にはSoftware-in-the-Loopが使用されていたが、実コントローラの必要性からController Hardware-in-the-Loop（C-HIL）技術が採用された。C-HILは、必要なグリッドの柔軟性と適応性を提供し、初期設計から運用性能、顧客実証まで、多くのテストケースを適切な忠実度でカバーします。C-HILがどのように日立エネルギーのシームレスな移行を可能にし、卓越した性能を確保したかは、ブログの全文をお読みください。

はじめに

次回のインダストリー・スポットライトのQ&Aセッションでは、日立エネルギーのグリッド・エッジ・ソリューション・チームのグローバル・プロダクト・マネージャー、ティロ・ビューラー氏に話を聞く機会を得た。

ティロ・ビューラー氏は、量子電子デバイスの研究から電力網における製品の新機能のエンジニアリングまで、多分野にわたる経歴を持つ。日立エナジーのe-mesh制御ソリューションの設計とテストにC-HIL技術を使用した主な利点について語る。

日立エネルギーのe-mesh制御ソリューションは、堅牢でモジュール式、拡張可能なリモートターミナルユニットプラットフォームをベースとしており、複雑なシステム環境における様々な分散型エネルギー資源（DER）、従来型資産、負荷のシームレスな統合を管理するように設計されています。

マイクログリッド・コントローラーの設計とテストにおける主な課題は？

日立エネルギーでは、太陽光発電や蓄電池など多くのDERを統合し、複数の負荷を制御しなければなりません。つまり、複雑なシステム環境において、多くのコントローラをインタフェースし、恒久的な変更を必要とするシステム環境でそれを行う必要があるのです。

そのため、変化するシステムの複雑さを管理し、コントローラー・ソリューションの開発をコスト効率よく効果的に行う必要がある。

HIL以前は、コントローラーの設計やテストに何を使っていましたか？

リアルタイム・シミュレーションをハードウェア・コントローラと組み合わせて使用できるようになる前は、ソフトウェア環境でこのシステムを開発していた。

SIL環境は、私たちがコントローラに実装するアルゴリズムを開発するための基本的な開発ツールです。しかし、システムが確実に機能するためには、現場の機器の実際のコントローラーを使用するシステムが必要でした。

C-HILを使用することで、システム環境でのソリューションをテストするための適切な忠実度でのテストケースのカバレッジが大幅に向上し、システム環境に適応するための汎用性と柔軟性が高まりました。

C-HILについて教えてください。

C-HILは基本的に、実際のハードウェア・コントローラと、電力系統の挙動をコンピューターでシミュレーションすることの組み合わせである。システムの能力を実証するために、C-HILは優れたツールです。また、基本的に我々が開発した制御コンセプトに対してシステムがどのように反応するかを示すことができる。そして、実際の現場に導入する前に、システムが機能することを顧客に示すことができる。

C-HILシステムの主な利点は何ですか？

コントローラHILシステムは、多くのテストケースをカバーするグリッドの柔軟性と適応性を与えてくれる。システムを設置する前に、システム動作の十分なテストカバレッジを得ることができ、それによって、開発した制御ソリューションが実際のプラントシナリオで機能するという確信を得ることができます。

また、システム動作のリアルタイム・シミュレーションにおいて、かなりのタイムスケールをカバーすることができる。個々のデバイスのダイナミックな動作に必要なサブミリ秒のタイムスケールから始めることができます。これを、大規模な電力系統の動作に必要な数十ミリ秒のタイムスケールと統合することができます。

また、Typhoon HILの非常に優れたサポートにより、非常に短い時間でシステムのセットアップと運用を行うことができた。
Tilo Buehler
グローバル・プロダクト・マネージャー
日立エネルギーのグリッド・エッジ・ソリューションズ

製品ライフサイクルのどの段階でC-HILシステムを使用しますか？

私たちは、プロジェクトの設計段階から運用に至るまでC-HILを使用し、最初のステップで性能の検証や検証を確実に行い、運用部分では運用性能の最適化も行います。

また、購入した製品が顧客の期待通りの性能を発揮することを示すために、顧客向けのデモンストレーション用ツールとしても利用できる。これは通常、実際の製品性能を実演することで行われます。また、工場での受け入れテストでは、すべてのシステム環境を実現できるわけではないことを考えると、C-HILを使用することで、示し実証することができるテストケースのカバレッジが広がります。

顧客に見せることが重要なテストシナリオの例を挙げていただけますか？

マイクログリッドでは、太陽光発電とともに蓄電池を稼働させることで、グリッドに接続されているときだけでなく、グリッドから切り離されているときにもシステムを稼働させることができる。系統連系モードから島しょモードへのシームレスな移行には、コントローラーに特定の制御機能を実装する必要がある。そして、ループ内のコントローラー・ハードウェアにより、この機能を実証することができる。