はじめに
安全で信頼性が高く、回復力のあるエネルギーと水の供給は、軍事施設での任務遂行を確保する上で極めて重要です。過去8年間にわたり、国防総省の環境技術実証・検証プログラムである環境安全保障技術認証プログラム（ESTCP）は、エネルギー安全保障を向上させ、バックアップ電源の信頼性を高め、長期停電時に重要な負荷をサポートするように設計された革新的な技術を展開してきました。この分野で最も有望な技術のひとつがマイクログリッドである。これらのシステムは、メーター裏の運用コストを削減し、ユーティリティ企業へのサービス提供やエネルギー市場への参加によって収益を上げることができる。
しかし、マイクログリッドの導入は、コストが高く、導入に時間がかかることが障害となっている：国防総省の環境技術実証・検証プログラムである環境安全保障技術認証プログラム（ESTCP）は8年間にわたり、エネルギー安全保障の向上、バックアップ電源の信頼性向上、長期停電時の重要負荷への対応などを目的とした革新的技術を導入してきた。
この分野で最も有望な技術のひとつがマイクログリッドである。これらのシステムは、メーターの裏側で運転コストを削減し、ユーティリティ企業へのサービス提供やエネルギー市場への参加によって収益を上げることができる。しかし、マイクログリッドの導入は、コストが高く、導入に時間がかかることが原因となっている：
- 複数のソフトウェアモデルやツールを必要とする、切断された設計プロセス
- 現場展開前に効果的な設計／分析／テストを実施する能力の欠如
- レガシー機器（「ブラウンフィールド」）と新規機器の相互運用性の問題
- 進化する要件に合致したアップグレードに対応する柔軟性とモジュール性の欠如
- 同一施設内の複数のマイクログリッドを統合・制御する能力の欠如。
2020年5月、ESTCPは統合モデルベース設計プロセス（IMBDP）を実証するため、Typhoon HILに110万ドルの契約を発注した。このモデルベースシステムエンジニアリング（MBSE）ソリューションは、国防総省のデジタルエンジニアリング戦略（2018年）に対応するもので、プロジェクトのリスクを軽減し、コストを大幅に削減する役割を果たす。
マイクログリッドは、国防総省施設内の重要な負荷へのエネルギー供給の信頼性と回復力を向上させる大きな可能性を秘めている。しかし、初期コストと複雑なシステム統合は、より広く普及するためには克服しなければならない障壁である。これが、IMBDPのようなプロジェクトに資金を提供してきた理由である。
Tim Tetreault
Program Manager
ESTCP 設置、エネルギー、水プログラム
ソフトウェア、モデリング・ライブラリ、専用コンピューティング・ハードウェアを組み合わせることで、マイクログリッドの設計、シミュレーション、解析、テスト自動化、リアルタイム・エミュレーションが可能になる：
- 統合されたソフトウェア機能の拡張セット。
- レガシー[既存]エネルギー・インフラと提案されているマイクログリッド・コンポーネントを含む、設備に特化した忠実度の高いシステム・モデル。
- 特殊なコンピューティングハードウェア（リアルタイムエミュレータと呼ばれる）は、C-HIL（Controller Hardware-in-the-Loop）テストベッドで実際の産業用コントローラとインターフェースされ、Typhoon HILは以下の機能を実証します：
- マイクログリッドの設計プロセスを簡素化することで、エンジニアリングの労力を削減し、開発時間を短縮し、品質を向上させ、プロジェクトのベースラインのばらつきを抑える。
- 既存の電力系統のモデルに対する修正をコスト効率よく統合し、ミッションの変更に応じて必要な設計分析と検証を実施する。
- 多様な動作モードをコスト効率よく視覚化し、効果的な計画、手順開発、テスト、検証、トレーニングを可能にします。
- 複数のマイクログリッドの相互運用をモデル化する。
Typhoon HILは、同じくESTCPの資金提供を受けたConverge StrategiesのMilitary Energy Resilience Catalyst（MERC）プロジェクトを通じて、IMBDPを実証するために軍施設に接続された。
MERCプログラムは、米軍施設におけるエネルギー回復力プロジェクトを加速させ、MERCパートナー施設における新たなエネルギー回復力技術の展開を加速させる技術移行プラットフォームとしての役割を果たす。
Meredith Pringle
Converge Strategies, LLCのディレクター。
ホストとなる軍施設には、さまざまな任務が課せられている。昨年中に下された大統領令は、弾力性を高める努力を奨励し、支援している。IMBDP の最終実証が完了すると、ホストとなる軍事施設は、マイクログリッドのための完全でテスト済み、即入札可能な計画を受け取ることになる。
この関係により、軍施設の設置エネルギー計画（IEP）、エネルギー省（DOE）が資金を提供し、複数の国立研究所（サンディア国立研究所、ローレンス・バークレー国立研究所、パシフィック・ノースウェスト国立研究所）が主導する重要インフラ向けエネルギー保証（EACI）、その他の基地内マイクログリッド開発など、他の基地内プロジェクトとの協力が可能になった。
ESTCPの設置レジリエンスに対する支援は、新しいツール（ロードフロー解析のためのOpenDSSの統合を含む）とTyphoon HILのパワーを組み合わせることで、ユーザーがマイクログリッドのコンセプトから試運転まで休むことなく流動的に作業できるようにすることで、一般に提供されるメリットももたらします。レジリエンスはまた、Typhoon HILのパワーと相まって、ユーザーがマイクログリッドのコンセプトから試運転まで休むことなく流動的に作業できるようにする新しいツールを通じて、一般の人々に恩恵をもたらす。
クレジット
著者 ｜ジェフ・ジャグロウィッツ
ビジュアル ｜カール・ミッケイ
編集 ｜デボラ・サント
プロジェクトチーム ｜マット・ベイカー、ジェフ・ジャグロウィッツ、ムリーロ・アルメイダ
