グリッドフォーミングインバータ(GFM)

近年、脱炭素化や再生可能エネルギーの導入拡大に伴い、電力系統の運用方法は大きな転換期を迎えています。太陽光発電や風力発電は世界中で急速に普及していますが、その一方で、従来の電力系統を支えてきた同期発電機の割合は減少しています。

この変化に対応するために注目されているのが「グリッドフォーミングインバータ（Grid-Forming Inverter: GFM）」です。

従来の電力系統は、火力発電所、水力発電所、原子力発電所などに設置された同期発電機を中心に構築されてきました。

特に、巨大な回転体が持つ物理的な「慣性」は、急激な負荷変動や発電量変動が発生した際の周波数変動を瞬時に抑制する効果（クッションのような役割）があります。

太陽光発電や風力発電の多くは、パワーコンディショナやインバータなどの電力変換装置を介して電力系統へ接続されています。

これらの設備には、系統に直接同期して回る物理的な回転体が存在しない（風力発電には回転体がありますが、インバータを介することで系統の周波数とは電気的に切り離されている）ため、十分な慣性を提供できません。

現在広く利用されているインバータの多くは「グリッドフォローイングインバータ（GFL）」と呼ばれます。

これらのインバータは、既存の電力系統が形成する電圧や周波数を検出し、それに同期して動作する「電流源」として機能します。
そのため、安定した電力系統が存在する環境では高い性能を発揮しますが、系統が存在しない環境や大規模停電時には自ら系統を形成することができません。

一方、グリッドフォーミングインバータ（GFM）は、自ら電圧波形と周波数を生成し、電力系統の基準となることができる「電圧源」として動作するインバータです。

近年では、Virtual Synchronous Generator（VSG：仮想同期発電機）やVirtual Oscillator Control（VOC：仮想発振器制御）などの制御技術が研究・実用化されています。

グリッドフォーミングインバータ(GFM)は、主にエネルギー貯蔵システムと組み合わせる形で、以下の分野で導入・実証が進んでいます。

グリッドフォーミングインバータやBESSの開発では、系統の様々な変動や過酷な条件を模擬できる試験環境が必要不可欠となります。

これらの試験・評価現場では、高精度な出力を再現するDC電源、エネルギーを無駄にしない回生型DC電源、双方向での電力制御が可能な大容量双方向DC電源などが重要な役割を果たしています。