DSIMユーザ事例(系統連系インバータ)
RMIT University
DR. GRAHAME HOLMES
- DSIM
DR. GRAHAME HOLMESについて
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26年間モナシュ大学の教員を務め、パワーエレクトロニクスの分野で活躍しています。 ホームズ教授は、電力変換器の制御と運用に強いこだわりと関心を持っています。著書を通じてPWM理論の理解に大きく貢献し、この分野の国際的な研究コミュニティと密接な関係を築いてきました。IEEEのフェローであり、国際会議や専門誌で200以上の論文を発表し、同分野の主要なIEEEトランザクションの論文レビューを定期的に行っています。DSIMのベータテストに深く関わり、この革新的なシミュレーションエンジンを最初に大規模に採用しました。 |
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研究テーマ
スマートグリッド技術とアプリケーション、パワーエレクトロニクス・コンバータの変調と制御、共振コンバータ、マルチレベル・コンバータなど多岐にわたります。
コメント
-主要な課題は長時間に渡るインバータ動作のシミュレーション
系統連系インバータの調査における主要な課題は、長時間に渡るインバータ動作の完全なシミュレーションを行うことです。従来は、平均化されたシミュレーション・モデルを使用するか、特定の過渡事象の短期的な「スナップショット」シミュレーションを何度も行うことで、これを実現していました。どちらの方法も満足のいくものではありませんし、シミュレーションに要する時間も膨大なものになりがちです。
-DSIM採用の決め手は実行時間の短さ
この問題を解決するためにDSIMを採用したのは、他のシミュレーションパッケージと比較して、シミュレーションの実行時間が非常に速いことでした。まず、グリッドインバータを、実験システムのすべての物理コンポーネントとその測定回路を組み込んで、極めて詳細にモデル化しました。このような詳細なモデリングを行うことで、縮小または平均化された回路モデルで生じがちなミスやエラーを回避することができます。例えば、物理システムのフィルター時定数は、時定数計算ではなく、表現されたコンポーネントから直接得られるので、自動的に正しくなります。
-Cブロックにシステムソフトウェアの95％を実装し、SW、HWともに十分な精度で実装可能
実験用コンバータコントローラのソフトウェアは、ほぼすべてCブロックに実装しました。近似や解釈、起こりうるエラーを避けるために、実験システムソフトウェアから離れた編集を最小限にすることが重要です。最終的には、多大な努力の結果、95%以上の実験システムソフトウェアがシミュレーションに含まれ、エラーなく実行されるようになりました。
このシミュレーションは、実際のハードウェアとソフトウェアをほぼ正確に表現しており、十分な精度で実行されるため、実験的検証に進む前にソフトウェアアルゴリズムの多くをシミュレーションで試運転することができます。さらに、ハードウェアで解決しなければならない試運転の問題についても、従来の方法よりも迅速かつ柔軟に検討することができます。
-ノートパソコンでこれだけのシミュレーションができるソフトは他にない
DSIMは、このシステムを約15分の1の時間で実行します。つまり、10秒間のシミュレーションが150秒程度で実行されます。これは有用な調査を進めるのに十分な速度であり、ノートパソコンでこのレベルのシミュレーションを実行することが可能になります。
この手法は、系統連系インバータの調査や、実験室レベルの直流同期機セットとその制御コンバータの動作シミュレーションに使用されています。現在、これらのシミュレーションを混合マイクログリッドシステムに統合し、数10秒にわたる機械とインバータの振動相互作用を調査するための作業が進行中です。ノートパソコンでこれだけのシミュレーションができるパッケージは他にありません。
Holmes氏のマイクログリッド DSIMのモデル
