はじめに
産業技術総合研究所（AIST）福島再生可能エネルギー研究所は、高出力パワーエレクトロニクスコンバータの試験・評価を行う世界最大級の施設の一つである。その使命と目標は、米国のサンディア国立研究所や国立再生可能エネルギー研究所（NREL）、欧州のオーストリア技術研究所（AIT）と類似している。
シミュレーションや試験のための豊富な機能やツールを有しているにもかかわらず、産業技術総合研究所（AIST）は、スマートインバータの系統適合性試験をさらに改善し、日本のインバータメーカーと緊密に連携して超高精度C-HIL手法を導入するため、Typhoon HIL 導入を決定しました。
弊社代理店であるMywayプラス（株）の杉山勇氏が、福島再生可能エネルギー研究所の橋本潤様にお話を伺いました。
産業技術総合研究所（AIST）について少しお話しいただけますか？
産業技術総合研究所（AIST）は、日本を代表する大規模研究機関の一つです。我々は、日本の産業と社会に有用な技術の開発と実用化に注力しています。さらに、革新的技術の実用化と商業化に向けた「架け橋」となる施設となることを使命としています。持続可能な社会の実現に向けた革新的技術を創出しています。
電力システムチームはどのような業務を行っていますか？
私のチームは、分散型エネルギー資源（DER）の導入と広範な普及を可能にする研究開発に注力しています。具体的には、高度な系統支援機能、インテリジェント制御、通信機能を備えた次世代系統連系型電力変換装置（スマートインバーター）の開発に取り組んでいます。新たな機能を実現する新たな電力変換装置トポロジーと高度な制御技術の研究を行っています。
Typhoon HILどのようにして知りましたか？
私は、サンディア国立研究所や国立再生可能エネルギー研究所（NREL）などと緊密に連携していた「スマートグリッド国際研究施設ネットワーク（SIRFN*）」の一環として、オーストリア技術研究所（AIT）を訪問Typhoon HIL 、Typhoon HIL 最初のデモを見学しました。
6年前、私たちはAITで行われたスマートインバーターの事前認証に用いられたTyphoon HIL を用いた実証実験に参加し、その成果を受けて、自社でもこの技術を導入することを決断しました。
現在、SIRFN*ネットワークに属するすべての研究機関がHILを採用しており、HIL技術と国際標準化の推進に取り組んでいる。
*SIRFNは国際スマートグリッド行動ネットワーク（ISGAN）の一員です。ISGANは、スマートでクリーンな電力システムの普及を促進するため、24カ国の政府代表者による国際ネットワークです。
Typhoon HIL はどのように使用しますか？
Typhoon HIL 研究開発の両面において極めて魅力的なプラットフォームTyphoon HIL 。このソフトウェアは、数々の賞を受賞した設計コンセプトに基づいて開発されており、非常に使いやすく、超高精度のリアルタイムシミュレーションを実現します。また、HILシミュレータハードウェアを追加するだけで、解析対象システムの規模を拡大することも可能です。
すでに多くの海外の電力変換器メーカーが、自社のTyphoon HIL を導入しています。私たちは、このプラットフォームを活用し、国内（日本の）パワーエレクトロニクスメーカーと共同で研究開発を進めていきたいと考えています。C-HILは、日本の変換器メーカーが開発を加速させ、再生可能エネルギーの導入を促進する一助となると確信しています。
当社の電力システムチームは、Typhoon HIL 、電力制御アプリケーションだけでなく、サイバーセキュリティ研究（通信暗号化）、マイクログリッド、および高度な通信プロトコルの開発にも活用する予定です。特に、Typhoon HIL 61850に準拠した通信Typhoon HIL 。
以前は低電力の縮小版電力システムを用いてコントローラを評価・試験していました。HILと低電力モデルの違いは何ですか？
端的に言えば、フルパワーテストを完全に排除することは不可能である。したがって、認証試験において最も効率的な手段が、低電力（スケールダウン実装）システムテストかHILテストかのどちらであるかを理解することが重要だと考える。
HILモデルの検証が完了し、Typhoon HIL の結果が認証試験として承認されれば、フルパワー試験の回数が大幅に削減されるため、試験期間全体が大幅に短縮され、ひいては開発コストと期間の削減につながります。
これを標準的な手法とするためには、HILテストでカバー可能なテストシナリオを特定するとともに、フルパワーテストを必要とするテストが存在するかどうかを明確にしなければなりません。
当社の試験装置はパワーアンプを用いて様々な周波数・電圧波形を生成し、被試験装置（DUT）の挙動を試験できますが、相互作用や不安定性により対象のパワーコンバータや試験装置を損傷する重大なリスクが存在します。HIL技術を活用することで、コンバータの損傷リスクや技術者の負傷リスクを大幅に低減できるだけでなく、故障注入試験や再現困難なコーナーケースを含む広範な試験の実施が可能となります。
橋本様にとってTyphoon の利点は何ですか？
最大のメリットは、電力変換器や電力実験装置を破損する心配なく、開発やテストを行える点です。Typhoon HIL もう一つの利Typhoon HIL 最新のソフトウェアツールであるため、他の製品と比べてソフトウェアインターフェース（GUI）が直感的で、使いやすくなっているTyphoon HIL 。設計コンセプトがオフラインシミュレーションと類似しているため、パワーエレクトロニクスメーカーへの導入も容易です。
今後、Typhoon HILを使用してどのようなテストを行う予定ですか？
現在、当社は電力変換器に新たな制御機能を実装し、日本メーカーと共同で評価を進めています。例えば、再生可能エネルギーの割合が増加するにつれ、同期発電機の割合が減少し、過渡現象時にシステムを安定化させる同期慣性力が低下します。実際、慣性エネルギー貯蔵の減少は深刻な不安定性や停電リスクを引き起こす可能性があります。
本プロジェクトでは、同期機慣性をエミュレートするスマートインバータの機能を分析します。私たちは、この機能の仕様策定と実装に取り組み、Typhoon HIL を活用する予定です。
クレジット
インタビュアー | 杉山 勇
翻訳 | ボリス・ヨバノビッチ
ビジュアル | 福島再生可能エネルギー研究所
編集 | デボラ・サント
