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次世代グリッドに向けた 情報通信技術の現状と課題
次世代グリッドに向けた 情報通信技術の現状と課題 (財)電力中央研究所 システム技術研究所 芹澤 善積 ([email protected]) 2011/3/5 目次 日本版スマートグリッド（次世代グリッド）の 概要 現状および次世代グリッドにおける ＩＣＴインフラの概要 次世代グリッドに向けたＩＣＴインフラの 現状と課題 国際標準化 まとめ 2 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 目次 日本版スマートグリッド（次世代グリッド）の 概要 現状および次世代グリッドにおける ＩＣＴインフラの概要 次世代グリッドに向けたＩＣＴインフラの 現状と課題 国際標準化 まとめ 3 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 次世代グリッドの背景とねらい 日本型の低炭素社会を支える効率的電力供給・ 利用インフラ 既存インフラは十分に整備され，高い供給信頼性を維持 太陽光発電(PV)の大量導入(主に住宅設置，2020年 :2800万kW, 2030年：5300万kW)のもとで，安定かつ効率 的供給・利用を実現するインフラ 電気自動車 電気自動車，ＨＰ式給湯器など新しい電気利用や効率 式給湯 など新 電気 効率 的電気利用（電化の推進，省エネ）を支えるインフラ 重要な視点 社会コストを最小化（需給一体の全体最適化） 国際標準化への対応 4 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 PV大量導入時の課題 需要変動 逆潮流 電圧上昇 上位系統 配電用変電所 電圧上限 上位系統側への影響 上位系への逆潮流 出力変動に対する需給運用 ・予備力不足 ・周波数調整能力不足 低需要時余剰電力 系統事故時一斉脱落 系統事故時 斉脱落 系統停止時の単独運転 5 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 既開発技術＋需給一体形による 既開発技術 需給 体形 よる 負荷や分散形電源の制御 逆潮流の抑制 潮流の平準化 上 位 系 統 蓄電 装置 <需要地系統> <変電所> 潮流の平準化 運用管理 ｼｽﾃﾑ ｼｽﾃ 翌日ﾊﾟﾀｰﾝ予測・ 算定 ・PV出力 ・逆潮流制限 ・需要家と系統側 需要家と系統側 の役割分担 ・（料金） 太陽光発電 kW 制御装置 時間 蓄電装置 空調負荷 HP給湯機 6 その他 <需要家(住宅）> Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 次世代グリッド技術開発の重点 系統の擾乱対応力・修復力，停電 回復力に優れ，大規模停電のリス クを極力小さくできる 1 大規模停電 リスク極小化 2 需給 体化 需給一体化 省 省エネ・エネルギー有効利用を ギ 有効利用を 需要家と一体的に実現可能とする 3 分散形電源 有効活用 分散形電源大量導入への対応を 的確に行える 4 設備管理 高度化 設備維持管理の高度化，更新など を通じて時代ニーズに対応する 7 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 目次 日本版スマートグリッド（次世代グリッド）の 概要 現状および次世代グリッドにおける ＩＣＴインフラの概要 次世代グリッドに向けたＩＣＴインフラの 現状と課題 国際標 まとめ準化 8 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 現状のICT応用システム 発電設備 電気 （大規模・集中） 運用 発電所 監視制御 システム 流通設備 （送電系統／配電系統） 電気 需要家 （産業/業務/住宅用） 情報 需給制御シ ステム（総 需要に応じ た発電制 御） 系統監視制御シス テム（遠方監視制 御） 配電自動化 システム （遠方監視 制御） 遠隔検針 負荷計測 需要家 保護 系統保護制御システム （系統事故時の事故除去 波及防止 再送電など） （系統事故時の事故除去・波及防止・再送電など） 保全 その他（保守・設備管理用システムなど） 9 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 電力系統の運用・保護・保全の 時間スケール 品 質 経済負荷 配分制御 （EDC） 週間/月間運用 設備計画 周波数制御（LFC） 電圧制御（VQC） 事故予防制御 事故時処理 信頼性 平 常 時 処 理 経済性 設備保全 （状態監視・診断） 運転自動化・監視制御 事故除去 制御 事故波及 防止制御 復旧制御 緊急制御 0.01 0.1 1 10 100 1,000 所要処理時間・周期（秒） 10 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 現状の通信ネットワーク 発電設備 電気 （大規模・集中） （大規模 集中） 流通設備 （送電系統／配電系統） 電気 需要家 （産業/業務/住宅用） 発電所 (制御室） 電力用情報通信ネットワーク 電力用情報通信ネットワ ク ○ ○ ○ （マイクロ波無線，光ファイバなど） 給電指令所 設備計画 保全部門 制御所 11 お客様 センター Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 次世代グリッドのICT応用システム 流通設備 発電設備 電気・ （送電系統／配電系統） （集中形電源） 情報 需要家 電気・ （産業/業務/住宅用） 情報 発電 （分散形電源） 運用 発電所運転 保護 緊急時制御 保全 発電所設備保全 給電・送電系統運用 （監視制御） 配電系 統運用 需要家連携（計量, 開閉, 情報提供等） 需 家 需要家 需要家機器 監視制御 （BEMS/DR /HEMS等） 機器・線路 分散形電源・需要家 機 保護 機器保護・保安 分散形電源・需要家機器 送配電設備保全 保全 需要家サービス 需要家サ ビス その他（サービスプロバイダなど） （セキュリティなど） 緊急時保護制御 12 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 次世代グリッドの通信ネットワーク 流通設備 発電設備 電気・ 電気 （送電系統／配電系統） （集中形電源） 情報 需要家 電気・ 電気 （産業/業務/住宅用） 情報 発電 （分散形電源） 発電所 (制御室） 他事業者情報 通信ﾈｯﾄﾜｰｸ． ｲﾝﾀｰﾈｯﾄなど 電力用情報通信ネットワーク （マイクロ波無線，光ファイバなど） ○ ○ ○ 給電指令所 制御所 13 設備計画 保全部門 お客様 センター サービス プロバイダなど Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 目次 日本版スマートグリッド（次世代グリッド）の 概要 現状および次世代グリッドにおける ＩＣＴインフラの概要 次世代グリッドに向けたＩＣＴインフラの 現状と課題 国際標準 まとめ化 14 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 運用 系統運用系の現状と展望・課題 系統運用系の現状と展望 課題 （遠方監視制御，自動給電など） 計算機制御システムのオープン分散化 計算機制御システムのオ プン分散化 通信ネットワーク（広域/ローカルネットワーク）はCDT/TCからIPベー ス方式へ 秒オーダの情報伝達は問題なく可能 上位通信プロトコル，データ定義は独自（一部共通仕様あり） 国際標準（IEC 61850, CIMなど）への対応 国内共通化・標準化 PV大量導入に伴う系統状態監視制御の 詳細化，電圧・停電・過負荷などの管理 （低圧配電系統） 低 電系統 変電所 中央給電指令所 監視(設備状態)情報， その他情報 系統給電（制御）所 制御（操作指令 制御（操作指令・ 機器制御）情報， その他情報 大規模発電所 電力用通信網 超高圧変電所 制御所 1次･2次電気所， 配電用変電所 6.6 kV高圧配電線 L 100V/200V L 15 L センサと開閉器遠 隔操作のための通 信 L 100V/200V L L L L Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 運用 系統運用系の現状と展望・課題 系統運用系の現状と展望 課題 （発送電系） 大規模発電所の監視制御 保護 保全 大規模発電所の監視制御・保護・保全 計算機制御システム（プラント毎のベンダ依存） 給電 送変電設備監視制御（自動化） 給電・送変電設備監視制御（自動化） 計算機制御システムのオープン分散化 通信ネットワーク（広域/ローカルネットワーク）はシリアル通信方 通信ネットワ ク（広域/ロ カルネットワ ク）はシリアル通信方 式（CDT/TC）からIPベース方式へ 秒オーダの情報伝達は問題なく可能 プ デ 上位通信プロトコル，データ定義は独自（一部共通仕様あり） 国際標準（IEC 61850, 61850 CIMなど）への対応 国内共通化・標準化 PV大量導入に伴う系統状態監視の 詳細化？ 系統給電（制御）所 制御（操作指令・ 機器制御）情報， その他情報 大規模発電所 16 中央給電指令所 監視(設備状態)情報， その他情報 電力用通信網 超高圧変電所 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 制御所 1次･2次電気所， 配電用変電所 2011/3/5 運用 系統運用系の現状と展望・課題 系統運用系の現状と展望 課題 （配電系） 配電自動化 系統運用上必要な自動区分開閉器（高圧）までは監視制御 センサ（電圧 電流 力率 事故情報など）付き開閉器 電圧制 センサ（電圧，電流，力率，事故情報など）付き開閉器，電圧制 御装置（SVR/SVC），計算機制御システムも導入 通信手段は自営低速PLC, 通信線（メタル，光ファイバ） DG大量導入時の高圧連系DGの 監視・制御 フィーダのループ潮流・ 監視・制御，フィ ダのル プ潮流・ 電圧制御，配変蓄電装置監視制御 事故区間高速検出・標定 需要家情報を活用した低圧系統 負荷・停電管理 柱上変圧器過負荷等の監視（保全） 17 変電所 6.6 kV高圧配電線 L 100V/200V L 変電所１ L センサと開閉器遠 隔操作のための通 信 L 100V/200V L 需要地系統 監視制御ネットワーク （L2 + モバイルエージェント） Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. L L L 変電所２ 運用管理 システム 2011/3/5 保護 系統保護系の現状と展望・課題 系統保護系の現状と展望 課題 （事故除去，自動再閉路，事故波及防止・系統安定化など） 送電系統のシステムはほぼ完備（対象系統毎に最適化） 配電系統は通信に依存しない局所的保護と故障区間分離主体 復旧制御は運用者による系統状況の把握と操作 個別システム毎に専用化，システム間データ連携や動作連携は困難 分散形電源大量導入に伴う送配電系統の監視・保護制御機能の強化 保護系通信システムのレガシー機器対策（IP化） 端末装置 電気所A CE 中央装置 電気所B 事故 給電情報網 起動装置 送電線 TE TE 電流値 Ry 電力用通信網 （専用マイクロ波回線 光ファイバ回線） 端末装置 Ry 遮断器 電流ｾﾝｻ(CT) R Ry 送電系統 変電所 TE ① 凡例 電流値サンプルデータ ＋ サンプリング基準タイミング 電力用 通信網 遮断信号 ② TE TE TE 端末装置 発電所 TT 保護リレ 保護リレー ①上り情報：系統情報（事故前後），起動情報（事故検出） ②下り情報：指令（発電機抑制・遮断，負荷遮断，系統分離） 18 CE 中央演算装置 TE 端末装置 発電所 TT TT TT TT 遮断装置 電力系統情報 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. TT 演算結果（遮断対象 発電機情報) 遮断指令情報 2011/3/5 事故除去リレーシステムの構成 （電流差動方式） 変電所X 電流ｾﾝｻ 事故電流 ｸﾛｯｸ回路 （変電所X) 変電所Y 送電線 事故 Ry 保護 電流値 通信回線（電流ﾃﾞｰﾀﾀ 通信回線（電流ﾃﾞ ＋基準ﾀｲﾐﾝｸﾞ） 基準ﾀｲ ｸﾞ 基準ﾀｲﾐﾝｸﾞのｽﾞﾚ ﾞ 遮断信号 Ry ｸﾛｯｸ回路 （変電所Y） ｻﾝﾌﾟﾘﾝｸﾞﾀｲﾐﾝｸﾞ 19 時間 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 事故除去リレーシステムの 性能・信頼性要件（電流差動方式） 保護 ＜伝送系 システム要件＞ ＜伝送系・システム要件＞ 項 目 要求条件 絶対伝送遅延 2.5〜5 ms以下 伝送遅延変動 ±20μs以内 上り下り遅延差 160 200μ 以下 160〜200μs以下 ビット誤り率 1×10-7以下 回線瞬断率 5×10-7以下 1×10-7以下 （2系列構成が基本） システム不稼動率 ＜保護リレー装置＞ レガシー通信方式 高い信頼性要件（正動作率 正不動作率） 高い信頼性要件（正動作率，正不動作率） 旧世代CPU，ファンレス，スクリーニングなど 20 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 保護 アプリケーション毎の 個別専用システム 通信フレーム構成 （固定長，サイクリック，数十kbps～1.5Mbps） マイクロ波無線ネットワーク 保護リレーシステム レガシー（PDH）形式 保護リレーシステム 光ファイバネットワーク保護リレーシステム 事故波及 防止システム 保護リレーシステム 21 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 保護 汎用・標準技術（IP系技術）を 用いた統合・連携システム 通信フレーム構成 通信フレ ム構成 （可変長，仮想分離，数10～100Mbps） 計測 制御 時刻同期 広域イーサネット方式 後備保護 後備保護リレーシステム シ ム マイクロ波無線ネットワーク 保護リレーシステム 保護 保護リレーシステム 光ファイバネットワーク 保護リレーシステム 事故波及 防止システム 保護リレーシステム 広域系統監視システム 22 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 保護 広域・高速制御ネットワーク 広域 高速制御ネットワ ク 概念 汎用・標準技術の適切な活用 標準技術 適 な イーサネット技術による超高速（極低遅延・極低遅延ゆら ぎ）ネットワーク フレキシブルな機能モジュール型 監視 保護制御装置 監視・保護制御装置 （計測・演算・制御・通信） 広域・高速 集中／分散配置 制御ネット ワーク 多様な監視・保護制御 論理や対象系統などにも 柔軟に対処 ：系統状態の高精度同時刻サンプリング 系統状態の高精度同時刻サンプリング ：機能モジュール型保護・制御装置 23 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 保護 時刻同期方式 （異地点間での電圧位相差などを計測するための全系時刻同期が重要） 外部同期信号供給システム （PTP, GPS） 監視・保護 制御装置 監視・保護 制御装置 内部同期方式（PTPなど） データ伝送 広域イーサネット Precision Time Protocol (PTP；IEEE 1588) 時刻同期制御機構 処理部 基準 タイミング NIC タイミング 制御回路 同期用パケット データ用パケット 24 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 保全 設備保全系の現状と展望・課題 設備保全系の現状と展望 課題 （状態監視・診断，管理） 人手による巡視・点検主体 人手による巡視 点検主体 オンライン監視ニーズはあるものの，電力用センサや設 置 維持コストなどが課題 置・維持コストなどが課題 高経年の重要設備の無停止・後付けセンサネットワーク 高経年の重要設備の無停止 後付けセンサネ トワ ク 必要な時（初期故障，摩耗故障など）だけ設置・撤去を可 能とするアドホックシステム 【平常時】 【詳細監視】 予兆検出 センサの処理設定を 詳細情報 自動化するプラグアンド プレイ方式 異常箇所発見 現場作業支援 改修・取替え 詳細な監視 ・音 ・振動 ・電磁雑音 電磁雑音 ・温度,etc ・油温 ・油面 既存のセンサ情報， ・電流， 巡視・点検等 etc 25 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. （発生源探査） （ﾄﾚﾝﾄﾞ分析） 2011/3/5 需要家 需要家系の現状と展望・課題 需要家系の現状と展望 課題 （計量，エネルギー管理，付加サービス） 特高需要家は専用通信線にて監視・保護・検針・ロードサーベイ・需 特高需要家は専用通信線にて監視 保護 検針 ロ ドサ ベイ 需 要調整，高圧需要家も検針可，自営エネルギー管理システム 低圧需要家向け計量・各種作業は人手中心，遠隔自動検針・停止/ 停解操作（スマートメータ）などは着手段階（柱上集線装置まで自営 光ファイバ通信＋ラストh/dメートル無線/PLC） 通信事業者ネットワークは需要家まで到達 広帯域化 宅内ネット 通信事業者ネットワークは需要家まで到達，広帯域化，宅内ネット ワークは通信・放送系のみ スマートメータの効率的導入 （コスト，期間，自営/事業者ネットワーク） 低圧需要家でのエネルギ 利用見える化とDR，高圧需要家などで 低圧需要家でのエネルギー利用見える化とDR 高圧需要家などで の自動DR PV大量導入時のPV動作監視・出力抑制 エネルギー機器（HP，PHV/EVなど）の最適管理，宅内ネットワーク 26 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 需要家 スマートメータとは 「「1時間（またはそれ以下の間隔）ごとの消費電力量等を 時間（またはそれ 間隔）ごと 消費電力量等を 計量し，メーターと電気事業者間での双方向通信を可能と する高機能計器」（海外電力，「スマートメータの概要と欧米における導入動 （海外電力 「スマ トメ タの概要と欧米における導入動 向」，2007.08） 「需要家の消費を記録する計量システムで，1時間以下の 間隔での計測，1日以下の間隔での収集データの伝送機 能をもつ」（FERC, “Assessment of Demand Response and Advanced Metering ” Staff Report Metering, Report, Aug Aug., 2006） 電力使用量やＣＯ２排出量のリアルタイム見える化 価格信号などのインセンティブに対応した家電機器の制 御やＰＨＥＶ／ＥＶの充電制御（自動化や携帯端末での自 由な制御も含む） 27 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 需要家 スマートメータ用通信インフラの動向 北米 メッシュ無線を用いるケースが多数 当初 2.4GHz帯が主であったが，近年はメ 2 4GHz帯が主であったが 近年はメータまでのアクセスは タまでのアクセスは，UHF帯に移行す UHF帯に移行す る傾向 メータ～宅内（電力表示器など）は2.4GHz帯ZigBeeなどを用いる “TWACS” TWACS と呼ばれる，低周波PLCを用いるケ と呼ばれる 低周波PLCを用いるケースもあり スもあり 高速PLCを用いるケースは少数 欧州 kHz帯のPLCを用いるケースが多数 地中配線や石造りの建物が多く，無線は不向き 高速PLCはコスト高（仏EDF，西Iberdrola 高速PLCはコスト高（仏EDF 西Iberdrola で検討中） わが国 都市部で幹線系光＋アクセス系マルチホップ無線の導入開始（集合住宅内はPLCも） IEEE 802.15.4g（Smart 802 1 4 （S Utility Network）の策定にガス会社系が参画 ）の策定にガス会社系が参画 （日本向けの950 MHz帯50/100 kbps方式提案） 28 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 需要家 需要家系通信ネットワーク 需要家ゲートウェイ 受電 0 12-02 0 12-02 動作 電力量 0 12-02 001 2 34 単 20 4 kW ３ 普通電力量計 ○○型 60Hz 交流単層３線式 2008年製 営業所， 配電制御所など 計量 宅内機器監視制御・ 機 エネルギー管理など 需要家 太陽電池 配電用変電所 配電線 （変圧器，開閉器） 分電盤 分散形電源 配電系統監視制御 エネルギーサービスなど 光・無線ネットワーク， 通信プロトコル， 組込み機器セキュリティ対策 29 HP給湯機 蓄電池 PHEV/EV Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 需要家 需要家系のセキュリティ対策例 ① システム構成 ② リスク評価 蓄電装置 ③ セキュリティ要求抽出 セキ リティ要求抽出 ④ 対策の選定 風力発電 太陽光発電 PCS 専用網 太陽光発電 電力会社 カメラ 事業者網 通信回線からの不正侵入 ネットワーク分離・通信遮断 柱上 開閉器 変圧器 ファイアウォール設置 個人情報漏洩 スマート メータ 盗聴防止 データ・通信の暗号化 サービス プロバイダ 需要家電気機器の不正操作 通信相手の正当性の確認 機器認証・接続の拒否 機器認証 接続の拒否 HEMS 制御装置 負荷 蓄電装置 携帯端末 30 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. PHEV/EV 2011/3/5 需要家 スマートメータとICTに関わる論点 通信ネットワークの物理構成（幹線系，アクセス系），通信方式，自 営/事業者ネットワーク スマ トメ タ／HEMS/需要家ゲ トウェイなどの機能と連携 スマートメータ／HEMS/需要家ゲートウェイなどの機能と連携 各種サービス（計量，開閉制御，見える化，デマンドレスポンス，ＰＶ・ＥＶ等含む エネルギー機器管理・制御，付加価値サービス）の連携/統合/分離 電気・ガス・水道メータ 電気 ガス 水道メ タ 通信プロトコル，データモデル，インタフェース（API，機能間）標準 サイバーセキュリティ，需要家プライバシー 通信ネットワークとメータの費用負担と回収，需要家インセンティブ， 事業者メリット，電気料金制度，検定・認証制度 新サービスプロバイダ（需要家側 新サ ビスプロバイダ（需要家側，系統側），メ 系統側） メータデータの活用（キ タデ タの活用（キ ラーアプリケーション，ビジネスモデル） など 31 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 需要家 スマートメータ/需要家ゲートウェイ/HEMS スマ トメ タ/需要家ゲ トウェイ/HEMS 分離・連携・統合 負荷 開閉器 電力量計 分電盤 太陽光発電 PCS 需要家ゲートウェイ 宅内機器 計量 データ管理 蓄電装置 IF 電力会社 計量・ 開閉制御 エネルギー 機器 計測・制御 付加サービス 需要家情報 管理 IF IF サービス ビ プロバイダ 公衆通信網 自営通信網 機器制御調整 機器状態把握 通信事業者網 （インターネット） 32 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 目次 日本版スマートグリッド（次世代グリッド）の 概要 現状および次世代グリッドにおける ＩＣＴインフラの概要 次世代グリッドに向けたＩＣＴインフラの 現状と課題 国際標準化 まとめ 33 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 国際標準化ロードマップにおける 重要アイテム（1） 事業分野 重要アイテム 送電系統広域監視制御システム（WASA） 送電系統広域監視制御システム 系統用蓄電池 系統用蓄電池の最適制御，配電用蓄電池の最適制御，ビ ル・地域内蓄電池の最適制御，蓄電池用高効率パワコン 配電網の管理 配電自動化システム，分散型電源用パワコン，配電用パワエ レ機器 デマンドレスポンス デマンドレスポンスネットワーク，HEMS，BEMS，FEMS， CEMS 需要側蓄電池 定置用蓄電システム，蓄電池モジュール，車載用蓄電池の 残存価値評価方法 電気自動車 EV用急速充電器と車両間通信，EV用急速充電器用コネクタ， EV用急速充電器本体設計，車載用リチウムイオン電池の安 全性試験，車両・普通充電インフラ間の通信，インフラ側から のEV用普通充電制御 AMIシステム メーター用広域アクセス通信，メーター用近距離アクセス通 信，AMIシステム用ガス計量部，メーター通信部と上位システ ムとの認証方式 認証方 「 次世代エネルギーシステムに係る国際標準化に向けて」， 次世代エネルギーシステムに係る国際標準化に関する研究会，2011/01 34 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 国際標準化ロードマップにおける 重要アイテム（２） 「 次世代エネルギーシステムに係る国際標準化に向けて」， 2011次世代エネルギーシステムに係る国際標準化に関する研究会，2011/01 35 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 国際標準化に関わる取組み IEC 61850の国内 61850の国内への適用性評価，保全系規格などの提案 の適用性評価 保全系規格などの提案 集中監視 制御装置 監視制御用計算機内での ソフトウェア機能要素 ヒューマンマシンインタフェース IHMI （変電所全体 の状態監視や 機器制御） ステーションレベル ベイレベル 自動電圧 調整 過電圧リ レー PTOV ATCC 三相交流 実効値 標準の通信方式で メッセージの送受信 MMXU 個別の監視 制御・保護 装置 電気信号(110V等) XCBR TVTR 遮断器 計器用変圧器 YLTC タップ切換器 TCTR プロセス レベル 開閉装置 変流器 36 計器用 変成器 タップ 切換器 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 調相設備 2011/3/5 保護 送電系統WASA技術 (Wide Area Situation Awareness） 広域計測システム（Wide Area Measurement System; WAMS) 広域監視保護制御（Wide Area Monitoring, Protection and Control; WAMPAC）システム 中央処理装置 フェーザデータ 集約装置（PDC） GPS 高精度 時刻信号 給電所 変電所母線電圧 振幅・位相情報 ：フェーザ計測装置 (PMU) ＋保護制御装置 37 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 目次 日本版スマートグリッド（次世代グリッド）の 概要 現状および次世代グリッドにおける ＩＣＴインフラの概要 次世代グリッドに向けたＩＣＴインフラの 現状と課題 国際標準化 まとめ 38 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 ICTの現状 発送変電設備の監視制御・自動化や給電情報ネットワー 発送変電設備の監視制御 自動化や給電情報ネ トワ クは整備されており，IP化進展中 同設備保護系の高速ネットワ クもよく整備され 高信頼 同設備保護系の高速ネットワークもよく整備され，高信頼 であるが，専用・既存技術であり，将来の設備更新対応 を懸念 配電設備自動化ネットワークについては高圧系は整備さ れているが，低圧系は未対応 ， 設備保全系は人手による巡視・点検主体であり，オンラ イン監視は今後 検針・需要家連携ネットワークについては低圧需要家 （住宅用）は着手段階 需要家内ネットワークは需要家個別対応 39 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 次世代グリッドの重点ICTインフラ 柔軟かつ強靭な系統 1 大規模停電 リスク極小化 2 需給 体化 需給一体化 3 分散形電源 有効活用 4 広域・高速 制御ネットワーク 制御ネットワ ク 低炭素社会対応（直接的） 需要地系セキュア 通信ネットワーク 設備有効利用 設備保全 セ サネ ト センサネットワーク ク 設備管理 高度化 40 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 次世代グリッドのICT アプリケーションレベル ユースケース分析 データ構造： IEC標準情報モデル 分散処理エージェント，プラグアンドプレイ，など 通信ネットワーク IP系標準プロトコル 電気所間高速通信ネットワーク技術（時刻同期技術を含む），など 通信メディア 需要家 クセ 通信（無線 高速 需要家アクセス通信（無線，高速PLC，光ファイバなど）， 光 イバなど） 情報セキュリティ 多層防御技術（侵入検知・防御，認証，暗号化技術など）の適用方策 インテリジェント機器（計測＋情報処理＋通信機能など） 需要家ポータル装置（需要家ゲートウェイ）／スマートメータ／需要家エネルギー管 理機器（ 理機器（HEMS/BEMS），フェーザ計測装置（PMU），インテリジェント電子装置（IED） ）， ザ計測装置（ ），インテリジ ン 電子装置（ ） など 41 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5 ICTインフラのあり方 一般業務系イントラネット 広域系統監視・ 広域系統監視 保護制御ネットワーク 変電所 配電制御・ 保全センター 発電所 給電指令所 制御所 営業所 設備運用・保全用ネットワーク 分散形電源 需要家系ネットワーク 需要家 需要家 インタ ネット/通信事業者ネットワ ク インターネット/通信事業者ネットワーク 42 Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5