【智慧電網】Typhoon HIL 以即時模擬加速電網現代化與能源創新

【智慧電網】Typhoon HIL 以即時模擬加速電網現代化與能源創新

美國聖湯瑪斯大學的微電網研究中心（Center for Microgrid Research, CMR），透過導入 Typhoon HIL 即時計算機軟硬體解決方案，持續擴展其先進的測試能力。Typhoon HIL 進一步強化研究中心的使命，透過應用研究與產業合作，推動電網現代化、提升電網韌性，並促進先進電力系統技術的發展。

隨著電力系統逐漸導入更多的再生能源、分散式能源資源以及全面電氣化，微電網已成為維持電力系統可靠性與韌性的關鍵解決方案。為了因應這些挑戰，CMR 正建構一套研究環境，讓各項新技術能夠在正式部署至實際電力系統之前，完成開發、驗證與測試的流程。

Typhoon HIL 為新一代電網技術提供高精度的測試環境

Typhoon HIL 的高精度即時模擬技術，為 CMR 研究人員提供強大的工具，用於設計、驗證及測試先進電力電子系統與微電網控制策略。
透過 Hardware-in-the-Loop（HIL）測試，研究人員可將實際的控制器與硬體設備連接至模擬的電力系統環境，並在安全且高效率的條件下驗證各種複雜情境，此功能讓 CMR 的研究團隊和合作夥伴能夠：

1. 開發並驗證先進的微電網控制策略。 
2. 在安全且可控的環境中測試電網互動技術。 
3. 評估系統於故障情境及動態事件下的運行表現。 
4. 加速技術從模擬階段邁向實際部署。 

透過將 Typhoon HIL 系統整合至實驗室，CMR 得以快速進行各項實驗，並縮短創新技術從研究走向實際應用所需的時間。

Typhoon HIL 測試平台：串聯模擬與真實微電網

微電網研究中心最大的特色之一，就是同時擁有先進的模擬測試平台，以及位於校園內實際運行的微電網系統。目前，CMR 的微電網已為校園內多棟建築供電，並持續擴建以提升發電容量及研究能力。

這套真實運行的基礎設施，讓研究人員能夠在模擬、硬體測試以及現場部署之間順利切換。新的控制演算法、控制器及電網技術，可以先利用 Typhoon HIL 測試平台完成驗證，再部署至實體的微電網環境中進行實際評估。

圖1. 美國聖湯瑪斯大學微電網研究中心全景

這套整合式研究平台，為研究人員提供了強大的開發環境，可協助解決現代電力系統面臨的重要挑戰，包括：

1. 電網韌性
2. 再生能源整合
3. 分散式能源協同控制 

Typhoon HIL 測試平台的導入，也進一步提升 CMR 與產業合作夥伴、公用事業單位及政府機構的合作能力。開發下一代智慧電網技術的企業，可利用研究中心的基礎設施，在接近真實運行條件的環境下測試與驗證產品。

圖2. 聖湯瑪斯大學微電網研究中心的 Typhoon HIL 測試平台

透過這些合作，CMR 成為連結學術界與產業界的重要橋梁，協助推動技術開發、人才培育以及創新能源源技術的實際部署。

除了推動研究外，新建置的 HIL 平台也為學生提供寶貴的實習機會，研究中心的大學生與研究生可以直接操作業界等級的硬體設備及模擬平台，為未來投入電網現代化、再生能源整合以及電力電子工程領域做好準備。

透過結合先進研究設備與實務導向的教學方式，CMR 正積極培育未來設計與運行新世代電力系統的工程人才。

「我們選擇 Typhoon HIL是因為這套平台完全符合我們打造現代化微電網及電網現代化研究中心的願景。高精度的即時模擬能力與先進測試平台，讓我們能夠更快速地開發先進控制策略、安全地測試複雜電網情境，並有效與產業及政府合作夥伴合作。

在微電網研究中心，我們同時運行一套持續擴建中的實體微電網系統，打造出一個可以讓技術從模擬、硬體測試一路延伸到實際部署的獨特研究環境。將 Typhoon HIL 技術作為研究中心的核心平台，不僅加速了應用研究，也提升學生的實習成果，並讓研究中心成為解決真實世界電力系統挑戰、推動新世代能源電網發展的重要據點。」

Mahmoud Kabalan 博士
微電網研究中心主任
美國聖湯瑪斯大學

Typhoon HIL 加速技術研究、降低風險並培育下一代人才

導入Typhoon HIL 技術後，CMR 在多個面向的研究工作都獲得了顯著改善。
首先，研究迭代速度大幅提升。過去實體硬體需要數週才能完成建置，如今可於模擬環境中，在數小時內就配置完成，這讓研究團隊能夠驗證更多的假設、測試更多的情境，並可以更快速發表研究成果。

其次，實驗的可重複性大幅提高，讓研究成果具備更高的嚴謹性與可信度。

最後，也是對 CMR 作為學術機構而言最重要的一點，Typhoon HIL 平台已成為極具價值的教學工具。學生可以實操業界標準的電力系統模擬平台，累積智慧電網、再生能源整合及電力電子工程的實務經驗，為未來職涯做好準備。

圖 3. Mahmoud Kabalan 博士與微電網研究中心學生

結語

透過 Typhoon HIL 即時模擬平台與持續擴建中的校園微電網，聖湯瑪斯大學微電網研究中心正打造兼具研究、驗證、教育與產學合作的完整平台。這樣的研究環境不僅加速分散式能源與智慧微電網技術的發展，也促進企業合作與技術創新，為未來電網現代化與能源轉型提供更可靠的解決方案。

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