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資料4 東光東芝メーターシステムズ株式会社ご説明資料(PDF形式

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資料4 東光東芝メーターシステムズ株式会社ご説明資料(PDF形式
資料4
スマートメータの導入状況
2010−7−22
東光東芝メーターシステムズ(株)
本資料には、東光東芝メーターシステムズ株式会社またはその他の企業の秘密情報が含ま
れています。当社の許可なく本資料の複製物を作成すること、ならびに第三者への開示、
公開する行為を禁止します。 作成日:2010.07.22
目
次
1.欧米のスマートメータの導入状況
2.スマートメータの導入効果
3.スマートメータの可能性
4.スマートメータの取り組みと今後の課題
注) 海外貼付写真は
2006 メータリングヨーロッパ (コペンハーゲン)
2009 メータリングヨーロッパ (バルセロナ)
にて発表者が撮影したものを使用
知的財産・目的外使用・複製・開示禁止 東光東芝メーターシステムズ株式会社
作成日:
2010.07.22
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1.欧米のスマートメータの導入状況
1−1.スマートメータ概要
1)海外の検針
・海外特にヨーロッパでは計器は屋内に設置
・1ヶ月に1回電力会社から葉書が届く
・計器の計量値を自分で記入して投函
・請求書が送られてきて、これにより電気料金納入
・1回/1年に電力会社による検針を実施(?)
不正(盗電)の多発
2)電気料金支払い
・電気料金徴収 ー 契約時に選択
①ポストペイド(月々の使用量に応じて納入)
②フラットペイド(月々は一定額を納め、1年間の範囲で調整)
③プリペイド(前納式。支払った分だけ電気使用が可能)
プリペイド計器
知的財産・目的外使用・複製・開示禁止 東光東芝メーターシステムズ株式会社
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2010.07.22
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3)プリペイド計器
コイン型計器
1800年代世界最古のプリペイド計器
マンチェスター 科学工業博物館
トークン計器 (擬似コイン)
バジェット計器(鍵)
プリペイドカード(磁気カード)
スマートカード(メモリチップ)
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4)スマートメータの定義
誘導型計器
電子式計器
スマートメータ
・電力量計測
・電力量計測
・電力量計測
・電力量表示
・電力量表示
・電力量表示
・通信出力
・通信出力
・開閉機能
・電力量の計測
・遠隔開閉 ・双方向通信(自動検針)
知的財産・目的外使用・複製・開示禁止 東光東芝メーターシステムズ株式会社
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5)スマートメータの各部分
電力計量部
①電力量計量値(双方向計量)
現在値、計量確定値、30分値n日分、5分値、15分値、60分値出力
双方向計量の意味
太陽光などで発電し、余った
電力を売る − 逆方向
電気を買う − 正方向
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5
30分値の記憶
○
○
積算値
○
(電力量計の表示)
○
00
30
00
30
○:30分値
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②トランスデューサ機能
電圧出力、電流出力、周波数出力、電力出力(総合、相別)、
高調波検出
③異常値検出
停電、瞬停、フリッカ、欠相、電線接続状態監視
④計器情報
お客さま番号、契約内容(定格電流、時間帯など)、
検定有効期限
⑤ガス、水道メータ計量値バッファ(一時記憶)
⑥各種コントロールデータ
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開閉器部
・通信によって遠隔開閉が可能。
・海外は相線式が1Φ2Wのため1極切り。ー 開閉器1個
海外は特定の時間帯において電力停止の契約があり、電力料金低減。
・日本は相線式が1Φ3Wのため2極切り。ー 開閉器2個
半導体接点は順方向電圧降下分を電力量計が計測するため使用不可。
メカ接点が基本。
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通信部
・通信端末、使用メディアによって異なる。
・通信メディア
PLC(配電線搬送)
PRIME(スペイン/イベルドローラ)
G3
(フランス/EDF)
TWACS(アメリカ/PG&E,SCEなど)
共通技術課題はトランス越え(特殊な装置なしに信号が越える)
無線
GPRS (一般携帯無線)
Zig-Bee
WiMax、M-bus
共通技術課題は低消費電力(ガス、水道メータはバッテリー駆動)
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6)スマートメータシステム
システムの推移
・AMR − Automatic Meter Reading
初期の自動検針システム
・AMM − Automatic Meter Management
自動検針と計器管理(制御)
・AMI − Advanced Meter Infrastructure
計器の付加価値システム
スマートメータシステム
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Enelのスマートメータシステム
スマートメータ
コンセトレータ
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Enelのシステムコンテンツ
①計測データ
計器から出力される計測データ
③グリッド
コンセントレータへ
のデータ収集と電力
系統管理・制御
②サービスの向上
顧客へのサービス提供
ホームオートメーション
④料金制度
多様な料金制度への対応
契約時の顧客の至便性向上
⑤業務効率向上
電力業務の改善による経営効
率向上
人的資源の有効活用(出動回
数の削減)
⑥グリッドメータ
自由化対応
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1−2.海外のスマートメータ導入状況
国
顧客数
(普及率)
スマートメータ導入に至る
背景や検針頻度
スマートメータ導入
のきっかけ等
各国のスマートメータ
イタリア
エネル
3300万
(100%)
・検針頻度は年1∼2回程度
・盗電が社会問題
・電力を輸入、需要抑制は
重要課題
・2006年12月電力ガス規制
機関による「全低圧需要家
にスマートメータを設置」
義務化
・ENELは先行して導入
スウェーデ
ン
バッテン
フォール
520万
(100%)
・検針頻度は年1回程度
・寒冷な気候、低廉な電気
料金等により一人あたりの
電力消費量が多い
・2003年政府による「2009
年7月までに全ての需要家へ
1ヶ月毎の検針を実施」義務
化
フィンラン
ド
フォータム
200万
(100%)
・検針頻度は年1回程度
・義務化されていないが、
配電業者の運用効率向上や
正確な計量などへの要請
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顧客数
(普及率)
スマートメータ導入に至る背景
や検針頻度
スマートメータ導入
のきっかけ等
オランダ
(NUO
N)
754万
(30%)
・比較的高い電気料金
・政府は全世帯への設置に前向
き
(電力業界は消極的)
・規格でスマートメータ
とその機能を規定。
・2008年から全世帯へ設
置を決定。
ドイツ
(EO
N)
4400万
(10%)
・検針頻度は年1回程度
・住宅用は機械式95%
・ドイツ系統運用者協会
は国内向けAMR導入が可
能となる価格の住宅用
メータの仕様を作成。
イギリス
(セント
リカ、E
DF−U
K)
2600万
(40%)
・検針頻度は3ヶ月に1回程度
・CO2削減目標への手段
・導入検討の主たる目的
は気候変動対策(省エネ
促進)
・電力消費量のディスプ
レイ配布を検討。
国
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各国のスマートメータ
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フランス
(EDF)
普及率
3200万
(20%)
・比較的高い電気
料金
・規格でスマート
メータとその機能
を規定。
・2008年から全世
帯へ設置を決定。
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国
アメリカ
(PG&E,SCE,
PPL)
顧客数
(普及率)
スマートメー
タ導入に至る
背景や検針頻
度
スマートメー
タ導入
のきっかけ等
13000万
(40%)
停電の削減
設備の最適化
1回/1月の検
針
電力供給の広範
囲化
による検針の非
効率
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スマートメータ
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2.スマートメータ導入の効果
2−1.欧米の導入目的と効果への期待
スマートメータ導入目的
電力業務効率化
DSM,デマントレスポ
ンスによる省エネ
ホームエリアネットワーク
具体的導入効果
内
容
不正(料金徴収ロス)回避
1回/1月の確実な検
針
検針業務省力化
契約変更手続きの迅速
化
設備形成効率化
設備ロス低減
停電情報把握と即時復旧
需要化サービス向上
遠隔操作による供給遮断
不払い消費者漸減
見える化による省エネ
料金、CO2表示
多様な料金設定による省エネ
TOU
インセンティブによる省エネ
料金キャッシュバック
遠隔操作による省エネ
特定負荷遮断
家電の遠隔制御による効率化
高付加価値サービス
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CPPなど
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2−2.スマートグリッド(メータ)の導入目的
米 国
欧 州
日
本
電力系統の状況
・米国の電力系統のリ
スクと不確実性は今ま
でにないレベルに高
まっている。
・停電によって社会全体
に多大な被害が生じて
いる。
・再生可能エネルギー
の増大により、接続の
考慮が必要。
・再生可能エネルギーの増
大により、接続の考慮が必
要。
・慢性的な盗電の被害が相
次いでおり、ユーティリティ
ーの経営に支障をきたす事
態となっている。
・情報通信ネットワークを活用し、
集中型電源を中心とした高効
率・高品質・高信頼度の電力供
給システムが既に構築されて
いる。
・再生可能エネルギーの増大
により、接続の考慮が必要。
スマートグリッド構
築の目的
分散型電源を中心とし
たスマートグリッドを構
築することにより、現状
より高効率・高品質・高
信頼度の電力供給シス
テムを目指している。
・自動検針による不正防止
・分散型電源を中心とした
スマートグリッドを構築する
ことにより、現状より高効率
・高品質・高信頼度の電力
供給システムを目指してい
る。
今後大量導入される再生可能
エネルギー及びそれに伴い系
統に設置される蓄電池を踏ま
えて、更なる高効率・高品質・
高信頼度の電力供給システム
を構築する。
知的財産・目的外使用・複製・開示禁止 東光東芝メーターシステムズ株式会社
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3.スマートメータの可能性
3−1.スマートメータシステムとして
① 実際の使用量に即した課金が可能
② 多様な料金制度の導入が可能
③ 契約内容変更に際して手続きの簡素化実現
④ デマンドコントロールによる省エネの実現
⑤ 不正防止(計器改竄が不可能)
⑥ ユーティリティー計器一括検針
⑦ スマートグリッドのキーコンポ
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①実際の使用量に即した課金が可能
ⅰ)一定期間の、自動検針での計器の計量値収集による使用量の特定
ⅱ)使用量に基づく料金徴収
電子式電力量計
携帯電話回線網制御装置
携帯電話通信
PHS通信
収集装置
ルータ
携帯電話通信
携帯電話網
PHS通信
PHS回線
電子式電力量計
システムイメージ
携帯電話回線網制御装置
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②多様な料金制度の導入が可能
米国SCEのデマンドレスポンスの例 (特殊料金制度)
① TOU (Time of Use)
時間帯別料金制度。予め時間帯とおのおのの料金が決まっ
ている。
② CPP (Critical Peak Pricing)
特定の時間帯は追加課金され、その他の時間帯は割引される。
③ PTR (Peak Time Remuneration)
特定時間帯に消費量を抑制すればリベートが支払われる。
④ PCT (Peak Control of Thermostat)
スマートメータを通じて遠隔にサーモスタットを制御することで需
要抑制を実施。
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③契約内容変更に際して手続きの簡素化実現
英EDF-UK
・EU内は最低1ヶ月の契約で電気の購入先(電
力会社)の変更が可能。
・国内の電力に限定されない。
・各電力会社は、料金制度を電力量計の表示器
に表示。
・ユーザは、料金制度を選択し、自分のID番と
ともに電力会社へ通信。(計器のテンキーで入
力する。)
・契約変更に電力会社の人が出向かない。
− 省力化、効率UP
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④デマンドコントロールによる省エネの実現
ⅰ)直接制御による負荷抑制
スマートメータの開閉器を開いて、電気の供給を止める。
契約時に直接制御の時間帯を決定し、大幅な電気料金の割
引きを実行。
ⅱ) 需要家へのフィードバック(見える化)による省エネ
家庭内表示器に電力消費量の推移をグラフで表示
電気使用量の料金表示
(kWh → ドル、ユーロ)
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⑤不正防止(計器改竄が不可能)
スマートメータへの不正防止対策機能の具備
・基本的な考え
端子カバーはずれの検出
配線の抜き差し、停電の防止
各配線の電圧、電流の常時監視
・不正確認
異常電圧、電流発生時刻、内容をメモリに記憶
表示フリッカ
検針時異常内容読み出し
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⑥ユーティリティー計器一括検針
ライフライン(電気・ガス・水道)統合検針
ガス、水道の
データを電力量
計へ伝送、記憶
→ ZiG-Bee
(電池)
センターは電力
量計とデータや
り取り(電源)
EDF UKのスマートメータシステム
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⑦スマートグリッドのキーコンポ
先端技術を活用した次世代高効率電力網
電力網
電力インフラと通信インフラの融合
通信網
PCS
PCS
再生エネルギー
新交通システム
太陽光、風力、バイオマス
EV
HEMS
高圧受電
オフィス,病院,店舗
ホームオーメーション
蓄電池
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4.スマートメータの取り組みと今後の課題
4−1.スマートメータの取り組み
欧米の今後
・スマートメータ、スマートグリッドという世界的潮流。
・スマートグリッドは世界全体の連結という思想(Enel)。
・欧州は、政府間合意により、2020年までに全家庭にスマートメータを導
入する。
・各国が仕様標準化、国家間で規格統一。
・スマートメータはコストダウンのため、一体化・2チップ(計測用、通信
用)1ボード化。(Enel、GE他)
・通信は無線が主、とくにZig-Beeを中心とする方向。ただしPLCも対応
していく。
・省エネが最大の課題。
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4−2.今後の課題
欧米の課題
・キーワードは「interoperabirity」(インターオペラビリティー)
①様々な要素(機器)が、異なるメーカであっても、すべてつながる仕組みづくり
②様々なサプライヤーがメータにアクセス可能となる仕組みづくり
③ソフト配信による設定変更「interchangability」(インターチェンジャビィリティー)
・トランス(日本のポールトランス)の高機能化(インテリジェント化)
トランスにコンセントレータ機能(データ回収、記憶)と計測機能(電圧、電流の測定など)、
電圧のコントロール機能、ステータス、イベント発生の伝達機能を持たせる。
・通信は無線が主体
欧米では無線特にZig-Beeが主体。標準化・規格化とともにスマートメータの一体化の方向。
(Zig-Bee,GPRS,WiMax)
・MDMS、EMS
Metering Data Management System (計器データの一次処理)
Energy Management System
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MDMS、EMSとは
Metering Data Management System
HOST
スマートメータ
コンセントレータ
発電計画
料金
MDMS
・データ処理
・データ制御
制度検討
Energy Management System
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EMS
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2010.07.22
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スマートメータに関係するエネルギーマネジメントのデータの流れ(供給側)
目的
備 考
データ提供物=新型電子式計器
電力品質確保
電圧、電流、周波数、高調波
系統安定化
30分値、電圧、電流、周波数、逆潮流情報、停電情報(瞬停
含む)、フリッカ情報、ひずみ
設備の最適化
30分値、電圧、電流
セキュリティ確保
電圧、電流、周波数、逆潮流情報、停電情報(瞬停含む)、フ
リッカ情報、ひずみ
省エネ
30分値
CO2削減
30分値
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2010.07.22
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5.まとめ
1)欧米では積極的にスマートメータ導入が進められている。
2)スマートメータの導入については、各国にそれぞれの環境の違
いがあって、すべてに共通した理由はない。
3)日本はこれらを参考にしながら、導入の必要性(目的、コスト、
利害得失等)を十分議論した上で最適なシステムの構築をめ
ざすべきと考える。
知的財産・目的外使用・複製・開示禁止 東光東芝メーターシステムズ株式会社
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2010.07.22
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