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）が制御可能なエンティティとして機能するマイクログリッドである。これは新しい概念ではない。しかし、艦艇や商船の電化やコンピューター制御が進むにつれて、その重要性ははるかに高まっている。
パワーエレクトロニクスの設計は、負荷と分散型エネルギーリソースの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の複数のコンポーネントの相互接続と制御は、サブマイクロ秒の周波数で発生するマルチフィジックス相互作用（電気、熱力学、機械、制御）のため、桁違いに複雑である。さらに、25～50年以上にわたるライフサイクル要件が加わると、船舶用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になる。
海軍のために別の言い方をしよう：艦内でレーザーを発射するのが複雑なら、相互接続されコンピューター制御された電気船と戦うのは、桁違いに複雑だ。レーザー発射の影響は、落雷時の照明の減光やインターネット維持の問題に似ている。未来の船との戦いには、複数の指向性エネルギー兵器や電磁波兵器を繰り返し発射すること、高出力センサーが空を「塗りつぶす」こと、電気駆動モーターが回避運動を実行すること、そして火災と戦い、損害を隔離し、コンピューター・ネットワークが落ちないようにする能力を維持すること、などが必要になる。船内のマイクログリッドは、短時間に何百もの雷撃のような出来事に対処しながら、安定性を保たなければならない。
デジタル・ツインとハードウェア・イン・ザ・ループによる船舶用電源システム・エンジニアリング
説明した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年の寿命にわたってその準備と能力を維持し、パワーエレクトロニクス・コンポーネントの絶え間ない修理、交換、アップグレードを行うには、新しいアプローチとゲームチェンジャーとなるツールが必要である。デジタルツインは新しいアプローチであり、Typhoon HIL Hardware In the Loopテクノロジーはゲームチェンジャーです。
Typhoon HIL装置は、マリン・マイクログリッド・テストベッドとして構成され、システムおよびサブシステム・レベルでマイクログリッド・コンポーネントの相互作用の真のリアルタイム・シミュレーションを可能にする唯一のテストおよびモデリング・ソリューションを提供します。実用的には、当社の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タイムステップが可能です。このクラス最高の性能は、この巨大な処理能力をフルに活用するために特別に設計された、垂直統合され、使いやすく、完全にサポートされたソフトウェアツールチェーンとプログラムされた、最大128コアの処理能力を持つ専用ハードウェアを使用して達成されます。さらに、設計者は、ジェネリック・コンポーネントやCOTSコンポーネントのデジタル・ライブラリーを利用することで、比類ない分析品質を維持しながら、作業をスピードアップすることができます。
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
