2021年3月16日

日立エネルギーグリッドエッジソリューションのスポットライト：Tilo Buehler氏

読了時間| 5分

日立エナジーは、多様な分散型エネルギーリソース（DER）を統合し、複雑なシステム内で複数の負荷を制御するという課題に直面していました。制御アルゴリズムの開発には当初、ソフトウェア・イン・ザ・ループ（SIL）が使用されていましたが、実機コントローラーの必要性から、コントローラー・ハードウェア・イン・ザ・ループ（C-HIL）テクノロジーの採用に至りました。C-HILは、初期設計から運用性能、そして顧客デモンストレーションに至るまで、多くのテストケースを適切な忠実度でカバーし、グリッドに必要な柔軟性と適応性を提供します。C-HILが日立エナジーのシームレスな移行を実現し、卓越したパフォーマンスを実現した方法については、ブログ全文をご覧ください。

導入

次の Industry Spotlight Q&A セッションでは、日立エナジーのグリッドエッジソリューションチームのグローバルプロダクトマネージャーである Tilo Buehler 氏と話をする機会がありました。

ティロ・ビューラー氏は、量子電子デバイスの研究から電力網向け製品の革新的な機能設計まで、多岐にわたる分野での経験を積んでいます。日立エナジーのe-mesh制御ソリューションの設計とテストにC-HIL技術を活用する主なメリットについて解説します。

日立エネルギーの e-mesh 制御ソリューションは、複雑なシステム環境におけるさまざまな分散型エネルギーリソース (DER)、従来の資産、負荷のシームレスな統合を管理するように設計された、堅牢でモジュール式のスケーラブルなリモートターミナルユニットプラットフォームに基づいています。

マイクログリッドコントローラーの設計とテストにおける主な課題は何ですか?

日立エナジーでは、太陽光発電装置や蓄電池など、多くの分散型エネルギー貯蔵装置（DER）を統合し、複数の負荷を制御する必要があります。つまり、複雑なシステム環境において、多数のコントローラをインターフェースで接続する必要があり、しかも、恒久的な変更を必要とするシステム環境でこれを実現する必要があります。

したがって、システムの変更に伴う複雑さを管理し、コスト効率と効率に優れた方法でコントローラーソリューションの開発を行う必要があります。

HIL 以前は、コントローラーの設計とテストに何を使用していましたか?

ハードウェアコントローラーと組み合わせたリアルタイムシミュレーションを使用できるようになる前は、このシステムをソフトウェア環境で開発していました。

SIL環境は、コントローラに実装するアルゴリズムを開発するための基本的な開発ツールです。しかし、システムの動作を保証するためには、現場のデバイスの実際のコントローラを使用するシステムが必要でした。

現在、C-HIL を使用することで、システム環境に適応するための汎用性と柔軟性が大幅に向上し、適切な忠実度でテストケースの範囲が大幅に広がり、システム環境でソリューションをテストできるようになりました。

C-HIL について説明していただけますか?

C-HILは、基本的に実際のハードウェアコントローラと電力システムの挙動をコンピュータシミュレーションでシミュレーションするものです。システムの性能を実証するには、C-HILは優れたツールです。コントローラの実際の性能を示すことができるからです。そして、私たちが開発した制御コンセプトに対して、システムがどのように反応するかを基本的に示すことができます。そして、実際の現場に導入する前に、お客様にシステムの動作をご確認いただけます。

C-HIL システムの主な利点は何ですか?

コントローラHILシステムは、グリッドの柔軟性と適応性を高め、多くのテストケースに対応します。システムを導入する前に、システムの動作に関する十分なテストカバレッジを確保できるため、開発した制御ソリューションが実際のプラントシナリオで確実に機能することを確信できます。

システム挙動のリアルタイムシミュレーションでは、非常に長い時間スケールをカバーすることが可能です。個々のデバイスの動的挙動に必要なサブミリ秒の時間スケールから開始できます。これを、より大規模な電力システムの挙動に必要な数十ミリ秒の時間スケールと統合することも可能です。

また、Typhoon HIL からの非常に優れたサポートのおかげで、非常に短い時間でシステムをセットアップして運用することができました。
ティロ・ビューラー
グローバルプロダクトマネージャー
日立エナジーのグリッドエッジソリューション

製品ライフサイクルのどの段階で C-HIL システムを使用しますか?

当社では、プロジェクトの設計段階から運用段階に至るまで C-HIL を使用しており、最初のステップでパフォーマンスの検証や確認ができるだけでなく、システムの運用部分で運用パフォーマンスの最適化も行えます。

このツールは、顧客へのデモンストレーションにも活用でき、お客様が購入した製品が期待通りに動作していることを示すことができます。これは通常、実際の製品性能をデモンストレーションすることで行われます。また、工場受入試験ではすべてのシステム環境を再現できないため、C-HILを使用することで、より広範なテストケースを網羅的に提示・デモンストレーションすることが可能になります。

顧客に示すことが重要なテストシナリオの例を挙げていただけますか?

マイクログリッドでは、太陽光発電と蓄電池を併用することで、システムは他の系統に接続されているときだけでなく、系統から切り離されているときも稼働できます。系統接続モードから独立モードへのシームレスな移行には、コントローラに特別な制御機能を実装する必要があります。そして、ループ内のコントローラハードウェアにより、この機能を実証できます。