はじめに
オーストリア技術研究所（AIT）は、欧州を代表する研究技術機関として、主要なインフラ課題に対する革新的な解決策を活用し、産業界と研究の架け橋となる役割を担っています。 AITは約1,300名の従業員を擁し（主にウィーン・ギーフィングガッセ、ザイバースドルフ、ウィーナー・ノイシュタット、ランショフェン、グラーツの各主要施設に配置）、オーストリア産業の未来にとって極めて重要なツール、技術、ソリューションの開発に取り組んでいます。
AITの上級研究エンジニア兼パワーエレクトロニクス設計スペシャリストであるゾラン・ミレティッチは、AITがグリッドコード準拠のためのスマートグリッドコンバータを設計・テストする強力な事前認証ツールボックスを、コントローラ・ハードウェア・イン・ザ・ループ（C-HIL）技術を用いて開発した経緯について語る。
電力系統規則の複雑化に伴い、最適な試験プロセスが必要となる。
AITのスマートグリッドコンバータコントローラにおけるHIL Testedとは何を意味しますか？
ゾラン：ハードウェア・イン・ザ・ループ（HIL）技術は、物理的な実験室環境でのテストよりも、より詳細なテストとテストカバレッジを可能にします。高出力や危険な電圧レベルが存在する状況では、実験室テストの全プロセスは安全性の観点から煩雑で複雑になります。HIL技術は、安全な環境——快適なオフィスデスクの上——でテストを可能にし、電力実験室でのテストと同等の信頼性のあるテスト結果を得られます。
スマートコンバータに対する新たな系統連系規則の要件は、制御開発と試験にどのような影響を与えるか？
ゾラン：単純に言えば、新機能や要求事項は絶えず進化しており、スマートインバーター全般においてより詳細なテストが必要とされているのです。
同時に、ビジネス関係者が認証を取得し、認証済み製品を市場に投入して市場投入までの時間を短縮するよう求める圧力が高まっている。そしてHILベースの事前認証は、市場投入までの時間を短縮することを保証する。
開発プロセスのどの段階でハードウェア・イン・ザ・ループ技術を使用しましたか？
ゾラン：HILテストは開発プロセスのあらゆる側面で非常に有用でした。制御開発、テスト、検証、ソフトウェア統合、そして最終的な事前認証に至るまでです。言い換えれば、我々の開発プロセスは完全にハードウェア・イン・ザ・ループ技術に依存しているのです。
HIL事前認証試験データは、実験室試験データおよび実地試験データと一致する。
グリッドコード準拠のテストが必要なグリッド関数の例を挙げてください。
ゾラン：認証試験において最も困難な部分の一つは、インバーターの適合性に関する低電圧ライドスルー（LVRT）要件の試験です。当社のSmartTESTラボでは、特定の規格に基づき、実際のLVRTおよび短絡事象を再現することができました。
次に、実験室でのテスト結果をコントローラーのハードウェア・イン・ザ・ループ（C-HIL）テスト結果と比較したところ、非常に近い一致が確認されました。被試験ユニットがC-HIL環境で特定の低電圧リカバリトランジション（LVRT）イベントを通過した場合、制御挙動の観点から見て、通過の可能性はほぼ確実と言えます。
グリッドコード準拠のための制御開発と試験を加速する。
ハードウェア・イン・ザ・ループは制御開発と認証をどのように加速させたのか？
ゾラン：テスト自動化により、事前認証にかかる時間と市場投入までの時間を短縮できました。例えば、特定のLVRT要件のラボテストには数日を要しますが、自動化されたC-HILテストでは数分で完了します。インバータ認証には依然としてラボテストデータが必要ですが、C-HILによる事前認証を経れば、認証取得の可能性はほぼ確実と言えます。
ラボインフラコストなしでテストカバレッジを拡大。
HILがパワーラボでのテストよりも高いテストカバレッジを実現する仕組みについて、詳しく説明していただけますか？
ゾラン：実験室では必要な設備が全て揃っていないため、全ての試験が可能とは限りません。例えば、Typhoon にはPVシミュレータブロックや低電圧ライドスルーコンテナがありますが、多額の設備投資が必要なため、全てのメーカーがこうした施設を備えているわけではありません。
モデルマイクログリッドを構築し、相互運用性を検証する。
マイクログリッドをモデル化するために、どのようにHIL技術を活用できたのですか？
ゾラン：マイクログリッドの構築において、我々はバッテリー貯蔵、太陽光発電、変動負荷、そしてグリッドとの相互接続を、すべて単一システム内でモデル化することに成功しました。また、異なるコンポーネント間の相互運用性や接続性をテストするためにHILも活用しました。
当社のコンバータはSunSpec準拠であり、IEC61850などの他の接続オプションもサポートしています。HILがこれらの接続の一部をネイティブでサポートしているため、これら全てをHILプラットフォーム上でテストすることができました。
マイクログリッドアプリケーションにおいて、HILではどのようなテストシナリオをより容易に実施できますか？
ゾラン：停電のようなテストシナリオは、他の機器が同じグリッドに接続されている実験室環境では再現が困難です。機器の一部を隔離・切断することは可能ですが、HIL環境で行う方がはるかに容易です。またブラックスタート能力についても、グリッドを形成するコンバータをテストし、その後残りのグリッドに接続する作業は、HIL環境では格段に容易に行えます。
HILはまさにプラグアンドプレイです。
ハードウェア・イン・ザ・ループ技術の使用において、ご自身の経験から最も驚いた点は何か？
ゾラン：最も驚いたのは、リアルタイムシミュレーションの忠実度、つまり正確さです。まさにプラグアンドプレイです。モデルが正しく作成され、HILにコンパイルされていれば、ただ動くだけです。それだけの話です。
HIL技術に関するご経験をひとことで表すと？
ゾラン：すごい。
クレジット
著者 | サマンサ・ブルース
ビジュアル | オーストリア技術研究所
編集者 | デボラ・サント
