はじめに | 最優秀論文賞について
「Typhoon HIL 」は、パワーエレクトロニクスおよび電力システム分野における革新的な応用研究にスポットライトを当て、デジタルイノベーションを通じて理論と実社会への影響との架け橋となる研究者を称えるものです。この権威ある賞は、リアルタイムシミュレーション、ハードウェア・イン・ザ・ループ（HIL）、デジタルツイン技術によって厳密に検証された先駆的な研究を称え、電力網のデジタル化と持続可能な電力技術を推進する運用技術ソリューションを評価するものです。
本ブログ記事では、ベストペーパーアワード・ヨーロッパ2025において表彰された論文、貢献者、そして業界を前進させる画期的な成果を紹介します。
最優秀論文賞｜AC-DC相互接続コンバータの堅牢な安定性のための全ポート未終端アドミタンス受動性
本論文は、イタリア・パドヴァ大学のルジツァ・ツヴェタノヴィッチ、イヴァン・Z・ペトリッチ、パオロ・マッタヴェッリ、シモーネ・ブソの共同執筆によるもので、受賞したHIL604は彼らの研究室に贈られる。 彼らの研究は、AC-DCコンバータ向けに新たな受動性指向制御設計フレームワークを導入し、グリッドインピーダンスの詳細な知識を必要とせずに堅牢な安定性解析と制御器設計を可能とするデバイスレベルのアドミタンス受動性基準を提供する。
チームは制御ハードウェア・イン・ザ・ループ（C-HIL）シミュレーションを多用し、HIL404を活用してパワーステージの挙動を高忠実度でエミュレートし、周波数領域と時間領域の両方で結果を得た。実験室プロトタイプでのさらなる実験的検証により、結果が確認されモデルが妥当性が立証された。 主な知見として、本フレームワークの終端依存性のない特性、不安定性の信頼性の高い予測・防止能力、およびマルチサンプリングパルス幅変調とフィードフォワード制御による堅牢で安定した動作の実現が挙げられる。これにより、系統連系シナリオにおけるポート結合に起因する不安定性を効果的に防止することに成功した。
本論文はIEEE Transactions on Power Electronics誌2025年9月号（第40巻第9号）に掲載され、IEEE Xploreを通じてアクセス可能です。
最優秀論文賞 | インターリーブドハーフブリッジサブモジュールに基づく新規モジュラー多段コンバータ
本論文は、イタリア・ボローニャ大学のアレクサンドル・ヴィアトキン、マッティア・リッコ、リッカルド・マンドリオリ、ガブリエレ・グランディ、ならびにデンマーク・オールボー大学のタマス・ケレケシュ、レムス・テオドレスクが共同執筆した。 本研究では、超高速EV充電などのスケーラブルかつ大電流アプリケーション向けに設計された、インターリーブド・ハーフブリッジ・サブモジュール（ISM-MMC）に基づく新たなモジュラー多レベルコンバータトポロジーを導入する。ISM-MMC構造は、モジュール性の向上、出力波形品質の向上、効率の向上により注目されており、次世代コンバータ設計の有力な候補となる。
ハードウェア・イン・ザ・ループ（HIL）シミュレーションにより、新規コンバータ構成の動的挙動と実現可能性評価が可能となった。 主な知見として、最大1.56%の効率向上実証、総電力損失の大幅削減、および従来のMMC制御技術がISM-MMCと互換性があることの確認が挙げられる。これらの結果はHILシミュレーションと実験室実験の両方で検証され、提案システムの実用上の利点と信頼性を裏付けている。
影響力があり、かつ先見性のある研究を称える「Typhoon HIL Paper Award Europe 2025」を受賞できたことを、大変光栄に存じます。 HIL604リアルタイムシミュレータは、ボローニャ大学（Alma Mater Studiorum – University of Bologna）のパワーエレクトロニクス回路・太陽光発電グループにとって、研究と教育を推進する上で極めて貴重な資産となるでしょう。本賞は、筆頭著者であるアレクサンドルが逝去してからほぼ1年が経過した今、私がこの論文を代表して受賞する栄誉に浴したことから、私たちにとって特に深い意味を持つものです。
リッカルド・マンドリオリ教授
本論文はIEEE Transactions on Industrial Electronics誌2023年1月号（第70巻第1号）に掲載され、IEEE Xploreを通じてアクセス可能です。
最優秀論文賞｜系統連系型太陽光発電電気自動車充電ステーションにおけるピーク負荷低減のための知能的エネルギー管理スキームに基づく協調制御
本論文は、インドのジャミア・ミリア・イスラミア大学のモハマド・アミール、ザヒールディン、アテシャムル・ハク、インド国立技術研究所スリナガル校のファルハド・イラーヒ・バクシュ、オーストリア・シリコンオーストリア研究所パワーエレクトロニクス研究部門（ジャミア・ミリア・イスラミア大学兼任）のV. S. バラト・クルクル、およびシャー・ハミード・イスラム大学のモスタファ・セディギザデによる共同執筆である。 S. バラト・クルクル（オーストリア・シリコンオーストリア研究所パワーエレクトロニクス研究部門、ジャミア・ミリア・イスラミア大学兼任）、モスタファ・セディギザデ（イラン・シャヒード・ベヘシュティ大学）が共同執筆した。彼らの共同研究は、系統連系型太陽光発電式電気自動車充電ステーションにおけるピーク負荷低減のための、インテリジェントなエネルギー管理スキームに基づく協調制御の開発に焦点を当てている。 本論文では、EV充電ステーションにおける太陽光発電量と系統電力利用を最適化するため、適応型ニューロベースファジー制御アプローチを用いたインテリジェントエネルギー管理スキームを提案する。バッファ電池貯蔵システムと協調制御を併用し、高需要時のEV充電シナリオにおいて電力フローを最適化し系統負荷を最小化する。
検証のために、著者らはラピッド・コントロール・プロトタイピング（RCP）手法を採用した。具体的には、Typhoon HIL Control Center 制御ロジックを実装Control Center 、HIL402リアルタイムシミュレータControl Center コントローラを実現し、実際のインバータにスイッチングパルスを供給した。これにより、エネルギー管理スキームのリアルタイム制御と実験的検証が可能となった。 主な結果として、本システムは系統へのピーク電力需要を2分の1に低減し、太陽光発電、系統電力、および蓄電池を最適に活用し、充電負荷をオフピーク時間帯にシフトさせることができることが明らかになった。シミュレーションおよびRCPに基づく結果の双方により、動的な充電条件下において、電力フローの管理、蓄電池の充電状態の維持、および系統への影響の低減において、提案された方式の有効性が確認された。
この賞を授与いただき、誠に光栄に存じ、深く感謝しております。これは、Typhoon HIL インドのQuarbz Info Systems社からの多大なるご支援と協力の賜物です。私たちの取り組みを評価してくださった主催者の皆様に感謝申し上げます。この栄誉は私たちにとって大きな励みとなり、社会のためにさらに優れた成果を上げるための原動力となるでしょう。
ファルハド・イラーヒ・バクシュ教授
本論文は2024年3月号（第18巻第6号）のIET Generation, Transmission & Distribution誌に掲載され、Wiley Online Libraryを通じてアクセス可能です。
優秀論文｜電力システム・ハードウェア・イン・ザ・ループ（PSHIL）：スマートグリッド技術のための包括的試験手法
本優秀論文賞は、スペイン・セビリア大学電気工学科所属の共同著者であるマヌエル・バラガン＝ビジャレホ、フランシスコ・デ・パウラ・ガルシア＝ロペス、アレハンドロ・マラノ＝マルコリーニ、ホセ・マリア・マサ＝オルテガに授与された。 本論文は、デバイス指向のHIL手法をシステム指向の評価へと拡張する包括的試験フレームワーク「PSHIL」の概念開発と実装を考察している。このアプローチによりデバイスとアルゴリズムの同時評価が可能となり、現代電力システム内におけるそれらの相互作用と影響を徹底的に分析できる。
この研究の中核をなすHIL技術において、研究チームはコントローラ・ハードウェア・イン・ザ・ループ（CHIL）とパワー・ハードウェア・イン・ザ・ループ（PHIL）の両手法を活用しました。リアルタイムシミュレーションプラットフォーム、パワーアンプ、負荷エミュレータを用いて、現実的で柔軟な実験環境を構築しました。 主な成果として、スマートグリッドソリューション向けの包括的な試験手順の確立、中圧・低圧配電システムにおける電圧プロファイルの改善と電力損失の低減、制御戦略のほぼ実環境に近い試験を実現する先進的な実験装置の構築が挙げられる。
この受賞は、HIL（ハードウェア・イン・ザ・ループ）の概念を活用し、現代の電力システムに向けた実用的なソリューションに関する研究成果を還元するという、セビリア大学電気工学研究所の研究手法をさらに強化するものです。近年、Typhoon HIL 、当研究所の発展過程において、研究成果の量と質を大幅に向上させるのに貢献してきました。Typhoon HILには深く感謝しており、皆様と協力し、あらゆるイベントに参加できることを常に嬉しく思っております。
マヌエル・バラガン＝ビジャレホ教授
本論文は『Energies』誌2020年7月号（第13巻第15号）に掲載され、MDPIを通じてアクセス可能です。
優秀論文｜リアルタイムサイバーフィジカル共シミュレーションフレームワークを用いたスマート配電網における最適電力フローに基づく無効電力制御
本研究は、ノルウェーのノルウェー北極大学（The Arctic University of Norway）のラジュ・ワグル（Raju Wagle）、ノルウェーのノルウェー科学技術大学（NTNU）のパワン・シャルマ（Pawan Sharma）、オランダのデルフト工科大学（TU Delft）のチャル・シャルマ（Charu Sharma）とホセ・ルイス・ルエダ（Jose Luis Rueda）、英国エクセター大学のモハマド・アミン（Mohammad Amin）とフランシスコ・ゴンザレス＝ロンガット（Francisco Gonzalez-Longatt）が共同執筆した。 本論文は、スマート配電網における電圧違反の緩和と無効電力の最適化に向けた革新的なアプローチを提示する。サイバー・フィジカル協調シミュレーションフレームワークを活用し、分散型エネルギー資源のリアルタイム監視・制御を実現することで、将来のスマートグリッドにおける信頼性と運用効率の向上を目指すものである。
本研究はデジタルエネルギーシステム研究所において実施され、ハードウェア・イン・ザ・ループ（HIL）制御および検証のためのリアルタイムシミュレータとして、Typhoon HIL 使用された。このフレームワークは、配電網ソルバーとしてOpenDSSを、シミュレーション連携のためのPythonベースのAPIを統合しており、リアルタイムの電圧調整と最適化を可能にしている。 主な成果としては、電圧違反のリアルタイムな是正の成功、差分進化アルゴリズムを用いた最適無効電力設定値の効率的な決定、および様々なネットワークタイプやシナリオに対する本手法の拡張性と適応性が挙げられる。これは、本フレームワークが将来のスマートグリッドの応用や研究に適していることを実証している。
「Typhoon HIL Paper Award Europe 2025」は、単なる研究への評価にとどまらず、理論と実社会への影響を結びつけるイノベーションを称えるものであり、エネルギー研究者が持続可能なエネルギー、レジリエントなシステム、そして未来に向けたスマート技術の限界を押し広げ、リアルタイムのソリューションを検証・開発するよう鼓舞するものです。
ラジュ・ワグル教授
本論文は、IET Generation, Transmission & Distribution誌の2023年2月号（第17巻第20号）に掲載され、Wiley Online Libraryを通じてアクセス可能です。
佳作｜マルチベンダー変換器主導グリッドの相互運用性仕様：堅牢な安定性の観点から
本論文は、イタリア・トレント大学のフェデリコ・チェカーティと、ドイツ・キール大学パワーエレクトロニクス講座教授かつフラウンホーファー・シリコン技術研究所所属のマルコ・リッセレが共同執筆した。彼らの研究は、特にベンダー制御システムの詳細が機密扱いとなる場合における、コンバータ主導型電力系統の堅牢な安定性解析を探求するものである。 本論文では、グリッド追従型コンバータ向けの非線形グレーボックスモデリング戦略を提案する。これにより、正確な安定性評価が可能となり、複数のベンダーが自社情報を開示することなく遵守できる相互運用性仕様の導出を実現する。
ハードウェア・イン・ザ・ループ（HIL）技術は、Typhoon HIL デバイス上で実施されたリアルタイムシミュレーションを通じて、検証プロセスにおいて極めて重要な役割を果たしました。これらのHIL実験により、提案されたモデリング手法が様々な動作条件下において有効かつ堅牢であることが確認されました。 主な成果としては、安定性解析において非線形グレーボックスモデルが従来の小信号モデルよりも優れた性能を発揮することの実証、ロバスト制御理論（μ解析）を用いた相互運用性仕様の策定、およびこれらの仕様を順守することで系統の安定性が確保される一方、順守しない場合は不安定化を招く可能性があることを示す実験的検証が挙げられる。本研究は、系統運用者に対する実践的な指針を提供するとともに、マルチベンダーの変換器技術を現代の電力系統に確実に統合することを支援するものである。
本論文はIEEE Transactions on Smart Grid誌2025年7月号（第16巻第4号）に掲載され、IEEE Xploreを通じてアクセス可能です。
佳作 | ポーピングカイト発電システム向けカスケード拡張状態オブザーバを用いた能動的妨害除去制御ロバスト直流リンク電圧制御
本論文は、アルジェリア軍事工科大学（EMP）のムアード・ベルゲドリとアブデルジャバル・ベンラバ、フランスISEN Ouestのヤシン・アミラット、アルジェリア・メデア大学のファリド・クシャ、 アルジェリア、フランスのブレスト大学のMohamed Benbouzid、中国の上海海事大学のKhelifa Benmansourによって共同執筆された。 本論文は、特に風力発電の文脈において、電圧調整精度、応答時間、外乱に対する耐性を大幅に改善することを目的とした修正カスケード型能動外乱除去制御（MCADRC）技術を導入することにより、ポンピングカイト発電システム向けの堅牢な直流リンク電圧制御の高度化に焦点を当てている。
HIL技術は、提案された制御戦略の検証において中心的な役割を果たしました。本研究では、ハードウェア・イン・ザ・ループ（HIL）実験にTyphoon HIL エミュレータを採用し、バック・トゥ・バック・コンバータおよび誘導フィルタを介して電力系統に接続された永久磁石同期機で構成される電力系統のリアルタイムエミュレーションを実現しました。 制御アルゴリズムとカイトモデルはdSPACE RCPプラットフォーム上に実装され、リアルタイムTyphoon HIL と連携させました。主な知見として、HIL検証結果により、MCADRCが周期的および突発的な外乱に対して優れた耐性を示し、電圧変動と回復時間を低減し、風速の変化やパラメータの不一致があっても一貫した性能を発揮することが確認されました。
航空機搭載型風力発電システムにおける制御システム工学およびパワーエレクトロニクスに特に焦点を当てた、再生可能エネルギーシステムに関する我々の学際的な研究が、Eeシンポジウムにて授与された「Typhoon HIL Paper Award Europe 2025」に選出されたことを大変光栄に思います。この受賞は、この刺激的な分野において、我々が引き続き限界に挑戦し続けるための大きな励みとなります。
ヤシン・アミラット教授
本論文はIEEE Transactions on Energy Conversion誌2025年6月号（第40巻第2号）に掲載され、IEEE Xploreを通じてアクセス可能です。
結論 | 今後のベストペーパーアワード版にご参加ください
「Typhoon HIL Paper Award Europe 2025」の受賞論文を祝うにあたり、論文をご投稿いただいたすべての研究者およびチームの皆様に心より感謝申し上げます。 皆様の献身と革新的な取り組みは、パワーエレクトロニクス、電力システム、スマートグリッド技術に関する議論を刺激し、その内容を豊かにし、本コンテストを真に国際的な卓越性を示す場としてくれました。特に、厳格かつ公平な審査を通じて最高水準と公正さを確保してくださった独立した専門家による評価委員会、そしてたゆまぬ献身と先見の明をもって本賞の実現に尽力Typhoon HILの主催者の方々に、深く感謝申し上げます。 今回のベストペーパー賞の審査委員会メンバーは、以下の教授陣でした：Corinne Alonso、Philippe Barrade、Frede Blaabjerg、Daniele Bosich、Fei Gao、Vladimir Katic、Joao Manoel Lenz、Alessandro Lidozzi、Leo Lorenz、Paolo Mattavelli、Adriano Peres de Morais、Mateja Novak、Jose Renes Pinheiro、 チアゴ・バティスタ・ソエイロ、ゾラン・ストヤノヴィッチ、ピエトロ・ティコリ、リチャード・チャン、ならびにイヴァン・チェラノヴィッチ博士、ドゥシャン・マイストロヴィッチ博士、ゾラン・ミレティッチ博士です。
まもなく、次回の「ベストペーパー賞」の論文募集を開始できることを嬉しく思います。授賞式は「Typhoon HIL 2026」にて開催される予定です。次の章においても、さらに画期的な研究と活気あるコミュニティの交流が生まれることを楽しみにしています。参加者の皆様、査読者の皆様、主催者の皆様、そして読者の皆様、この分野の発展と、持続可能な電力システムの未来を形作るためにご尽力いただき、心より感謝申し上げます。 今後の最新情報や、皆様とつながり、情報を共有し、共にイノベーションを祝う機会について、どうぞご期待ください！
