はじめに
船舶は相互接続された負荷（推進、C4ISR、推進、補助）と分散型エネルギー資源（発電、配電、エネルギー貯蔵）を備えたマイクログリッドであり、制御可能な実体として機能する。これは新しい概念ではない。しかし、海軍艦艇や商船における電化とコンピュータ制御の進展に伴い、その重要性が飛躍的に高まっている概念である。
電力電子設計は負荷および分散型エネルギー資源コンポーネントレベルで複雑である。マイクログリッドを構成するため複数のコンポーネントを相互接続・制御する作業は、サブマイクロ秒単位で発生する多物理現象（電気的、熱力学的、機械的、制御）の相互作用により、桁違いに複雑化する。さらに25～50年に及ぶ耐用年数にわたるライフサイクル要件を加えると、艦船搭載マイクログリッドのシステムエンジニアリングは途方もない問題群となる。
海軍向けに言い換えれば、艦船上でレーザーを発射することが複雑であるならば、相互接続されコンピュータ制御された電気推進艦との戦闘は桁違いに複雑だ。レーザー発射の影響は、照明が暗くなる現象や落雷時のインターネット維持問題に類似している。 未来の艦船との戦闘では、複数の指向性エネルギー兵器や電磁兵器を繰り返し発射し、高出力センサーが空域を「ペイント」し、電気駆動モーターが回避機動を実行する。その間も、火災消火、損傷の隔離、コンピュータネットワークのダウン防止能力を維持しなければならない。艦載マイクログリッドは、短時間に数百回の落雷のような事象を処理しながら安定性を保つ必要がある。
船舶用電力システム設計のためのデジタルツインとハードウェア・イン・ザ・ループ
前述のようなマイクログリッド・プラットフォームを構築し、25～50年にわたる運用期間を通じてその稼働態勢と性能を維持するためには、電力電子部品の絶え間ない修理、交換、およびアップグレードが必要であり、これには新たなアプローチと画期的なツールが求められます。デジタルツインこそがその新たなアプローチであり、Typhoon HIL ・イン・ザ・ループ）技術こそが、その画期的なソリューションなのです。
Typhoon HIL 「タイフーン・HIL」は、海洋マイクログリッド・テストベッドとして構成された装置であり、システムおよびサブシステムレベルで必要とされるマイクログリッド構成要素間の相互作用を真のリアルタイムでシミュレーションできる唯一の試験・モデリングソリューションを提供します。具体的には、当プラットフォームは20 nsのデータサンプリングレートで500 nsのシミュレーション時間ステップを実現可能です。 この業界最高水準の性能は、最大128コアの処理能力を備えた専用ハードウェアと、この膨大な処理能力を最大限に活用するために特別に設計された、垂直統合型で使いやすく、完全なサポート体制を備えたソフトウェアツールチェーンによって実現されています。さらに、設計者は、汎用コンポーネントやCOTS（市販品）コンポーネントを網羅した、拡大を続ける当社のデジタルライブラリを活用することで、比類のない解析品質を維持しつつ、開発を迅速に進めることができます。
クレジット
著者 | マット・ベイカー
ビジュアル | Typhoon HIL
編集 | デボラ・サント
