2019年2月21日

オーストリア工科大学ゾラン・ミレティッチの業界スポットライト

作者｜サマンサ・ブルース サマンサ・ブルース

読書時間｜5分

オーストリア工科大学（AIT）は、欧州随一の研究・技術機関として、重要なインフラ問題に対する革新的なソリューションを活用することで、産業と研究の橋渡しを行っている。AITのシニア・リサーチ・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・ミレティック（Zoran Miletic）氏は、AITがC-HIL（Controller Hardware-in-the-Loop）技術を使用して、グリッドコードに準拠したスマートグリッドコンバータの設計とテストを行うための強力な事前認証ツールボックスを開発した経緯について述べています。スマートグリッド技術におけるこれらの画期的な進歩の詳細については、ブログをお読みください。

はじめに

オーストリア工科大学（AIT）は、ヨーロッパ随一の研究・技術機関として、主要なインフラ問題に対する革新的な解決策を活用することで、産業と研究の橋渡しを行っている。AITは、約1.300人の従業員を擁し、そのほとんどが、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、ランショーフェン、グラーツの主要施設を拠点に、オーストリアの産業にとって将来的に最も重要なツール、技術、ソリューションの開発に取り組んでいる。

AITのシニアリサーチエンジニアでパワーエレクトロニクス設計のスペシャリストであるゾラン・ミレティックが、AITがどのように強力な事前認証ツールボックスを開発し、C-HIL（Controller Hardware-in-the-Loop）技術を使用してグリッドコードに準拠したスマートグリッドコンバータの設計とテストを行ったかについて語ります。

複雑化するグリッドコードには、最適なテストプロセスが必要だ。

HILテストされたAITのスマートグリッドコンバーターコントローラーは何を意味するのか？

ゾランHIL（Hardware-in-the-Loop）テクノロジーは、物理的なラボ環境でのテストよりも詳細なテストとテストカバレッジを可能にします。大電力や危険な電圧レベルが存在する場合、ラボテストの全プロセスは骨の折れるものになり、安全性の面でも複雑になります。HIL技術により、安全な環境（居心地の良いオフィスのデスク）で、電力ラボでの試験と同じ信頼性の高い試験結果を得ることができます。

スマートコンバーターに対する新しいグリッドコード要件は、制御開発とテストにどのような影響を与えるのか？

ゾラン単純に、新しい機能や要件は絶えず進化しており、スマートインバータ全般についてより詳細なテストが必要になっています。

サンディア国立研究所のグリッドコード適合性試験方法を見る

同時に、市場投入までの時間を短縮するために、ビジネス・ステークホルダーが認証を取得し、認証製品をリリースすることへのプレッシャーも高まっている。HILベースの事前認証は、市場投入までの時間を短縮します。

AITのグリッドコード適合性テスト方法を見る

開発プロセスのどの段階でHIL（Hardware-in-the-Loop）技術を使用しましたか？

ゾランHILテストは、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と、開発プロセスのあらゆる面で非常に便利でした。つまり、私たちの開発プロセスは、すべてHIL技術に依存しているのです。

HIL事前認証試験データは、ラボおよびフィールド試験データと一致する。

グリッドコードへの準拠をテストする必要があるグリッド関数の例を教えてください。

ゾラン認証試験で最も困難なことのひとつは、インバータ・コンプライアンスのための低電圧ライドスルー（LVRT）要件の試験です。私たちのSmartTESTラボでは、特定の規格に従って実際のLVRTと短絡イベントを再現することができました。

次に、ラボのテスト結果とコントローラーのHILテスト結果を比較したところ、ほぼ一致することがわかりました。テスト対象のユニットがC-HIL環境で何らかのLVRTイベントに合格した場合、制御動作の観点からは合格の可能性はほぼ確実です。

グリッドコード準拠のための制御開発とテストの迅速化。

HIL（Hardware-in-the-Loop）はどのように制御開発と認証を加速させたのか？

ゾランテストの自動化によって、事前認証の時間を短縮し、市場投入までの時間を短縮することができました。例えば、特定のLVRT要件のラボ・テストには数日かかりますが、自動化されたC-HILテストでは数分でテストが完了します。インバータの認証にはラボ試験データが必要ですが、C-HIL事前認証では認証取得の確率はほぼ確実です。

ラボのインフラコストをかけずにテストカバレッジを拡大。

HILによって、パワーラボでのテストよりも高いテストカバレッジが可能になることについて、もう少し詳しく教えてください。

ゾランラボには必要な機器がすべて揃っているわけではないので、すべてのテストがラボでできるわけではありません。例えば、Typhoon HILにはPVシミュレーターブロックや低電圧ライドスルーコンテナがあります。大規模な設備投資が必要なため、すべてのメーカーがこうした設備を持っているわけではありません。

マイクログリッドのモデルと相互運用性のテスト。

マイクログリッドのモデリングにHIL技術をどのように利用できたのですか？

ゾランマイクログリッドのセットアップでは、バッテリー・ストレージ、PV、変動負荷、グリッドへの相互接続を、すべて1つのシステムでモデル化することができました。また、異なるコンポーネントの相互運用性や接続性のテストにもHILを使用しました。

当社のコンバーターはSunSpecに準拠しており、IEC61850のような他の接続オプションもサポートしています。HILはこれらの接続性の一部をネイティブにサポートしているため、HILプラットフォーム上でそのすべてをテストすることができました。

SunSpec Modbus 通信の設定方法については、チュートリアルを参照してください。

マイクログリッド・アプリケーションの場合、HILを使えばどのようなテストシナリオをより簡単に行うことができますか？

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ラボ環境では難しい。機器の一部を切り離して切り離すことはできますが、HIL環境で行う方がはるかに簡単です。また、ブラックスタート機能についても、HIL環境では、グリッドを形成するコンバーターをテストし、残りのグリッドに接続することがはるかに簡単にできます。