はじめに | UFSMにおける電力系統保護研究
私たちは、サンタマリア連邦大学（UFSM）付属サンタマリア技術産業学校（CTISM）電気工学大学院プログラム（PPGEE）の教授であるアドリアーノ・ペレス・デ・モライス教授にインタビューする栄誉に浴しました。 本動画では、教授がUFSMの電力研究センター（CESPE）を紹介しています。同センターは電力系統保護・解析、および人工知能が電力網に与える影響を専門とする著名な研究グループです。デ・モライス教授は、自身が統括するリアルタイムデジタル研究所の役割を強調し、同研究所における研究活動が電力系統の様々な側面を網羅していることを説明しています。具体的には以下の分野を含みます：
- 電力系統保護 | 実運用向け先進保護スキームの開発と試験
- 電力系統解析｜様々な運転条件や障害下における電力系統の挙動を研究する。
- グリッドにおける人工知能｜AIのグリッド監視、故障検出、予知保全における可能性を探る
- デジタル・スーパーステーションと再生可能エネルギー| デジタル中継や再生可能エネルギー源といった新技術を電力系統に統合する。
研究におけるHIL| C-HILテストの価値
CESPE研究所には、複雑な電力システムモデルに対するリアルタイムシミュレーション機能を提供するTyphoon と2台のHIL402ハードウェアデバイスを含む、印象的なHILシステムが設置されています。 このシステムは、多様な保護アプリケーションに対応するため、複数メーカーの各種リレーやインテリジェント電子装置（IED）を統合。さらにマージングユニット、イーサネットスイッチ、GPSも備えています。これらの追加コンポーネントにより、HIL環境内でのシームレスなデータ交換と同期が実現されています。
アドリアーノ教授は、デジタル変電所への移行を加速する上でHILの重要性を強調している。彼の見解では、HILシミュレーションは電力系統保護研究において以下の3つの重要なことを可能にする：
- マージングユニットの広範な試験| マージングユニットはデジタル変電所で重要な役割を果たし、HILによりその機能性と系統への影響を徹底的に試験することが可能となる。
- ベンダー中立テスト| UFSM研究所のマルチベンダーIED環境は、異なるメーカーの機器を横断した保護スキームの試験・評価を可能にし、多種多様なデバイスの性能に関する包括的なデータを提供します。
- 実環境統合時のリスクとコストの低減| シミュレーション環境で潜在的な問題を特定・解決することで、HILは実物理変電所への新たな保護スキーム導入に伴うリスクとコストの最小化に貢献します。
教育におけるHIL| 次世代エンジニアを育成する
アドリアーノ教授は交流発電機向け電力システム保護講座において、HIL（ハードウェア・イン・ザ・ループ）の計り知れない重要性を強調している。教授はHILが卒業生に最先端技術に触れる機会を提供し、現代の電力産業の要求に対応できる実践的なHILツール操作経験を積ませると説明している。HIL手法は安全なシミュレーション環境下で現実の機器とのユニークな相互作用を可能にし、初心者に優しいテストと学習を気兼ねなく行える。
HILシステムは実際のリレーやその他の機器のデジタルツインを組み込むことができ、現実世界のシナリオを模倣することで学習効果を高めます。最終的には、保護原理の理解が深まります。様々な系統状態や故障をシミュレートすることで、HILは学生が保護スキームの挙動を可視化し理解するのを支援します。このような実践的な学習アプローチにより、学生は後にエンジニアリング業務や研究で応用する重要な原理を深く理解できるようになります。
協働 | 電力システム保護研究とイノベーションのための産学連携
このビデオインタビューは、UFSMが電力システム向けHILシミュレーションソリューションの主要プロバイダーであるTyphoon と5年間にわたり協力してきた経緯を記録したものです。このパートナーシップは、初期の学会共同研究から共同プロジェクトの開発へと発展しました。 UFSMの研究者らは、新たな保護アルゴリズムをTyphoon Control Center 組み込み、シミュレーション環境でのテストと改良を可能にすることで、電力システムコミュニティに重要な貢献を果たしました。また、実践的経験の重要性を認識し、自由にアクセス可能なHILベースのトレーニングコースを創設。UFSM研究者とTyphoon エンジニアは協力し、HIL技術を活用した電力システム保護教育「HIL Academy」コースを開発。若手エンジニアの学習とキャリア形成を支援しています。
本ブログが、HILシミュレーションを用いた電力系統保護試験の世界を垣間見る一助となれば幸いです。Typhoon 有益な連携に焦点を当て、HIL技術が電力系統教育・研究に革新をもたらす様子を紹介しています。HILおよび電力系統保護分野での応用についてさらに詳しく知りたい方は、本記事上部の動画と動画説明欄のリソースをぜひご覧ください。
クレジット
テキスト | デボラ・サント
ビジュアル | カール・ミッケイ
編集 | デボラ・サント
