2022年1月13日

LS Electric社、パワーコンディショニングシステム開発にHILを採用

ベス
C-HIL

読了時間| 5分

このインタビューでは、LS Electricのエンジニアたちが、Typhoon HILシステムの導入によって、モジュラー型スケーラブルエネルギー貯蔵ソリューション（ESS）の制御開発における制御エンジニアリング上の課題をどのように解決したかを語ります。彼らは、15台のPEBB（ペロブスカイト・ブレーカー）に対応する堅牢なコントローラ設計を構築し、並列動作と通信性能の検証を行うという課題に直面しました。制御の開発と検証にTyphoon HILを使用することで、柔軟な開発・テスト環境を実現し、開発期間の短縮と強力な性能検証を実現しました。彼らの経験とソリューションの詳細については、ブログをご覧ください。

はじめに| LS Electric について少し教えてください。

現在、当社は品質保証とイノベーションを基盤とした電力・オートメーション分野で韓国No.1の企業です。発電、エネルギー貯蔵、再生可能エネルギーの分野で既に確固たる地位を築いており、高電圧直流（HVDC）市場への参入も韓国で初めてです。

LSエレクトリックは、「Futuring Smart Energy」というミッションに基づき、スマートエネルギー、電力システム製品、自動化技術分野で世界市場をリードできる企業を目指しています。

LSエレクトリック_3 — **図 1.** Typhoon HIL シングルデバイス C-HIL テーブルテストセットアップの横に立つ LS Electric のエンジニア。

応募| あなたが所属するチームと業務の重点は何ですか?

私たちはパワーエレクトロニクス研究開発チームの一員であり、電力変換器を専門としています。主な製品はESS、無停電電源装置（UPS）、P-STACOMです。

課題| あなたの仕事分野における最大の課題は何ですか?

制御| 現在、私たちは15台のPEBBを並列運転するために必要な堅牢な制御装置の開発に取り組んでいます。このような制御装置の設計と検証では、高性能コンピュータを使用していても、オフラインシミュレーションでの検証に多くの時間を要していました。ここでの課題は、テストを迅速化し、製品の市場投入までの時間を短縮する方法を見つけることでした。

通信| コントローラの性能試験に加え、15台のPEBBが効率的に通信して並列運転で良好なパフォーマンスを発揮する必要があるため、高速かつ信頼性の高い通信検証も必要です。実際の電力変換器の動作試験と同じ環境で通信試験を実施できる試験システムを見つけるのは容易ではありません。

認証| UL1741SA規格では、製品を市場に出す前に認証取得のための様々な試験を完了することが求められます。試験項目が多いため、機能検証には多くの時間がかかり、全ての試験を実施して認証機関の承認を得るには多額の費用がかかります。たった1つの試験に不合格でも、認証を最初からやり直し、費用を再度支払わなければならない可能性があります。

ソリューション| Typhoon HIL はこれらの課題の解決にどのように役立ちましたか?

制御| Typhoon HILソリューションのマイクロ秒単位のリアルタイム検証機能を活用することで、高速コントローラの複数のPEBB動作を検証し、システムの効率、信頼性、寿命の向上を実現しました。Typhoon環境には3レベルIGBTライブラリが既にサポートされているため、システム実装を容易に行うことができました。1台のTyphoon HIL602シミュレータで最大2台のPEBBを検証できました。さらに、複数のリアルタイムシミュレータ（HIL602またはHIL604 6シリーズデバイス）を並列接続して1台のシミュレータとして動作させることで、3台以上のPEBBの検証も実現しました。

LSエレクトリック_2 — **図 2.** Typhoon HIL HIL602 シミュレータを使用した LS Electric コントローラのテストセットアップ。

通信| HIL デバイスにより、実際の電力変換器の動作とほぼ同じ環境での通信テストが可能になり、通信性能の検証における信頼性が向上しました。

認証| UL1741SA認証には数百もの試験が含まれており、最も重要なのは、単独運転防止、低電圧および高電圧ライドスルー（LVRTおよびHVRT）、低周波数および高周波ライドスルー（LFRTおよびHFRT）、ランプレート/ソフトスタート、指定力率、電圧/VArモード（Q(V)）、周波数-ワット（FW）、および電圧-ワットです。Typhoon Test IDEを使用し、スクリプト化されたPythonテスト自動化を用いて複数のグリッドサポート機能を実装および検証することで、認証取得にかかる時間と費用を削減できました。社内で事前認証を既に実施しているため、追加費用なしで認証プロセスを確実に通過できるという確信が得られました。

結果| このプロジェクトの主な成果は何でしたか?

Typhoon HILソリューションに搭載されたリアルタイムパワーエレクトロニクスシミュレーション技術により、最大15個のPEBBブロックを並列運転できる3層トポロジーを採用しました。モジュラースケーラブルプラットフォームのコンセプトにより、カスタマイズされた容量選択が可能になり、高度な最適駆動技術を導入できました。各PEBBは独立して運転できるため、システムの柔軟性と適応性が向上し、マスター制御によってシステム全体の効率と寿命が最適化されます。