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スマートグリッドのための統合ソリューション： データ管理と
OSIsoft Japan Technology Seminar 2010 Tokyo, Japan スマートグリッドのための統合ソリューション： データ管理とイベント通知 2010年9月16日 Todd Pistorese 市場開拓エグゼクティブ OSIsoft Empowering Business in Real Time 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. 対処されたビジネス上の課題/問題 2 • 公共事業は、電力需要における大幅な変化に対して備 え、電力サービスの信頼性を改善し、コスト効率のよい 電力を供給するように送電網の能力を高める必要があ ります。 • スマートグリッドは、従来の発電資源、再生可能エネル ギー資源、洗練されたネットワーク制御ソリューション、 自動メーター測定、およびホームオートメーションを組 み入れて、この課題に対処します。 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC. All rights Reserved. 議論の対象 • スマートグリッドのタッチポイント • スマートグリッドアプリケーションおよびデータの増大 • 再生可能エネルギーの断続性 • シンクロフェーザ • マイクログリッド管理 • セキュリティ • データレイテンシおよび管理 • イベント通知 3 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. スマートグリッドのタッチポイント DA & FA 4 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. 家庭内/構内ディスプレイ、個々の機器の制御、エネルギー管理システム/コントローラ スマートグリッド機能のデータ要件 戦略的コンポーネント スマートグリッドのマクロドライバ 環境 – 顧客の選択のサポート、送電 網の安定性の向上、電力供給オプ ションの改善、GHGの軽減するすべ ての発電および蓄電オプションを組 み入れ有効にする プラグイン電気自動車 （PEV）の統合、再生可 能資源の統合 顧客 – スマートエネルギーデバイ ス、新製品およびサービス、エネ ルギー効率（EE）/需要対応 （DR）、PEVおよび再生可能資源 の採用を通じて、顧客のエネル ギー管理を可能にし刺激する 家庭内/構内ディスプレ イ、個々の機器の制御、 エネルギー管理システ ム/コントローラ 送電網 – 顧客の混乱を軽減し、攻撃 に抵抗し、労力および資産の最適化 を改善するように送電網を強化する 5 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 大規模なエネルギー貯 蔵、フェーザ測定単位、 自己回復送電網、ネッ トワーク通信 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. AMIを超えて:データフロー例 ソースデバイスは新しい テクノロジおよびコストパフォーマンス を伴って進化します CIS AMR 毎日の読み取り 毎日収集 30 分 時間単位で収集 IED Metered 給電線データ HAN コンデンサ 制御 システム 5分読み取り 連続的 / 15 分 毎時間 C&I インターバル 毎月 n (将来 ) 全データへのアクセス § 資産管理 変電所 ほぼ - リアルタイムの , 変圧器kW デバイス装荷 , , など . 電圧 OMS 給電線アンペアおよび 他のSCADAデータ 配線系統 分析ツール 分析などに関する複数年の 履歴およびレポートの柔軟性 : § PF/電圧/バール § DG § 損失 § 負荷 全データへのアクセス 配電計画 複数年の履歴およびリアルタイム あるいはほぼリアルタイムのデータ : § コンデンサの操作 § DGステータス 全データへのアクセス 配電操作 全データへのアクセス フィールドエンジニアリング 6 CBM / / 5 分 毎時間 時間の経過とともに増加する さまざまなデータの細分性と 配電回数 モバイル ディスパッチ WMS 15 分 毎時間 / 手動 変電所 読み取り AMI GIS PI 15 分 毎日収集 30 分 時間単位で収集 DMS 会計 資産情報 秒または 秒 -以下 SCADA1-n 財務システム (このシナリオには 含まれないデータ ストリーム) Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 複数年の履歴およびリアルタイム あるいはほぼリアルタイムのデータ : § PF/電圧/バール分析 § コンデンサの操作 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. スマートグリッドアプリケーション • ホームオートメーション • • • • • • 停電分析および対応 予測的診断 送電網制御 • • • 7 使用時間価格設定 電圧/バール管理 変圧器装荷 送電網分析 • • • • AMIおよびスマートメーターの データ • • • ロードシェイピング PHEVおよびDERの統合 是正措置スキーマ（RAS） スイッチングアルゴリズム 最適化アルゴリズム 再生可能エネルギーの予測 マイクログリッド管理 • • 送電網の信頼性 • • • ローカル負荷生成分散 業界/電力会社の提携 シンクロフェーザ 資産管理 再生可能エネルギーの統合 • 風力/ソーラーおよび蓄電 顧客あたり50～75のデータス トリームに達するデータ容量。 データ転送率は秒以下から15 分に及びます。 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. スケール例（SDG&E） • • • 8 ホームエリア監視 • 家庭ごとに5つの主要な照明以外の負荷 • 負荷動作（1秒あたり1サンプル） • 140万軒の家庭 • データ転送率 = 1秒あたり700万サンプル 変電所監視 • 5 PMU(電力線ごとに1つ）、30 HzでPMUごとに50回測定 • 90の変電所 • データ転送率 = 1秒あたり675,000サンプル すべてのデータが1か所のRDBMSでホストされる場合 • = 年間2.369 Pバイトのストレージ • ソリューションには、時系列データベーステクノロジが必要 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. データ、データ、 データ、さらにデータ AMI/スマートグリッド生成データの推定値 スマートグリッドからのデータ増加の 可能性（家庭ネットワーク含む） 年間のTB 2012年までに年間300 TB のメーターデータ 現在 基準点: 現在のFPLの顧客データウェア ハウス – 1TB AMIおよびスマートグリッドは、今日のデータ量よりはるかに多く測定値と制御ポイントを 増やします。このデータをどのように利用すれば競争に勝てるでしょうか。 9 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. 高分解能の家庭「電力」データ（1/秒） 平均すると失われる データ 10 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. Xcel Energyでの住宅メーターデーター • ODMSサーバーにおける180日分の15分（4つのメーター）データ • どのようにしてこのレベルまで詳しくリアルタイムの動的な応答を得ることができますか? • どのようにして迅速に問題を隔離し、処置できますか? 低レベルでは突出した詳細が高レベルに「ロールアップ」されることが重要になります。 11 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. PI AFでのCIMモデル - メーター 12 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. スマートコネクタとの同期化 ERP ネットワークに関連付けられた データ 情報および 視認性のロールアップ 13 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. 「ロールアップ」メカニズムについて: Ｎｅｔ KWhロールアップ 14 14 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. 発電装置としての給電線 総負荷: 8MW 08/18/08/12:42:53 •消費者はソーラーパネルを設置 しますか? •消費者はプラグインハイブリッド 車に投資しますか? •消費者は、あなたの温室効果ガ スとカーボンフットプリントを考 慮しますか? •ループおよびマイクログリッドを 制御します ソーラーオフ ソーラーオン プラグインハイブリッドオフ プラグインハイブリッドオン 使用度高 画像には、太陽エネルギーを送電網に供給しながら、需要を減ら している 家庭が示されています。 使用度中 使用度低 スマートグリッドテクノロジを活用している地域では、負荷を減らして、全体の信頼 性を高め、エネルギーの賢明な消費を進めています。 15 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. 変電所の1電力線:ロールアップレポートカード: 表示例 16 16 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. 風力発電の変動性 17 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. 再生可能なソーラー発電の断続性の問題 18 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. 位相角ジャンピング（T-20分） および周波数スパイク 午後4:50 午後4:56 午後5:00 位相角が76⁰に ジャンプしたときに 周波数が「スパイク」します 通常の位相角30⁰ 20 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. 位相角ジャンピング（T-10分） 午後5:00 午後 5:10 位相角の差が 大きくなり続けています。 差 120⁰ 60⁰ 21 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. 周波数の崩壊（T-0分） 午後5:16 午後5:10 差 120⁰ 22 周波数は 不安定になり、 位相角の差が 120⁰を超えます Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. PI AFでのCIMモデル - 変圧器 23 23 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. 給電線がマイクログリッドになります 24 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. マイクログリッドとしての給電線 25 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. 基本的なセキュリティルール • 物理的なセキュリティ • 人的なセキュリティ • タグごとの権利管理 • Kerberos認証 • クライアントアクセス認証 • 暗号化メッセージ 26 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. セキュリティ • • 認証 • （旧）PIユーザー名とパスワード • （新）Windowsドメイン認証* + PI Trust • （最新）Windows統合セキュリティ* 認可 • PIデータベースセキュリティ • PIポイントセキュリティ • ポイントアクセス • データアクセス * Windowsセキュリティを使用するには、PIがドメインメンバーになって いる必要があります 27 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. PIセキュリティ – Windowsドメイン オフィスネットワーク 制御ネットワーク DC 137 138 139 5450 28 ブラウジング ディレクトリレプリケーション DNS管理 イベントビューア ファイル共有 ログオンシーケンス NetLogon パススルー検証 パフォーマンスモニター 印刷 レジストリエディタ サーバーマネージャ Trust ユーザーマネージャ WinNT診断 WinNTセキュアチャネル WINSレジストレーション Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 PI © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. PIセキュリティ – Windowsドメイン 制御ネットワーク オフィスネットワーク DC 5450 29 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. セキュリティ（NERC CIP） 30 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. スマートグリッドデータ管理の要件 実証済みパフォーマンス – 入力および出力 • 1秒間に250,000個の入力イベントを処理でき、1秒間に8,000,000個の出力イベントを処理 できます • 20,000以上の場所で稼働中（OEM含む） ヘッドエンドシステムおよび他のソースが提供する同じ速度で使用で きるデータ • 操作にリアルタイムの「すぐ使用可能なイベント」を使用できます • 需要への対応と分散発電ディスパッチ リアルタイムの監視 ビジネス要件における将来の変化に対する柔軟性（デバイス、データ頻度、 新しいアプリケーション、新しいビジネスルール） • ツールを使用すれば、ユーザーは長年のデータに簡単にアクセスでき、複雑なアルゴリズムを 構成できます • テンプレートを使用すれば、メーター属性および構成に対する一括変更を数分で行えます • 自動検出を使用すれば、人間以外による監視の構成/セットアップ/開始を行えます リアルタイムの通知 ベンダーにとらわれない 31 • すべてのソフトウェアアプリケーションにとらわれない – すべての既存および将来のアプリケー ションをサポートします • AMIヘッドエンドシステムにとらわれない – すべての既存および将来のAMIベンダーをサポート します • SCADA、DR、およびDGAMIソースにとらわれない – すべての既存および将来のSCADAベン ダーをサポートします Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 全体像 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. スマートグリッドの考慮事項 • 拡張性は成功にとって重要です。 • 配信ネットワークのエンドツーエンドの視認性は、ス マートグリッドの実装において重要な価値のある問題 です。 データはコンテキストを必要とします。 • • イベント通知は不可欠です。 • • 32 履歴データは、ネットワークモデル変更が履歴に格納されていない 場合、運用上役立ちません。 誰もこのデータをすべて手動で調べることはできません。 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. スマートグリッドの考慮事項（続き） • 誰も関連付けを手動で保持すべきではありません • 電力会社はサプライヤにとらわれない必要があります • セキュアなインフラストラクチャは必須です • スマートグリッドを戦略的に重要だと見なす必要がありま す 33 • 高可用性をもたらす • 自動フェイルオーバー • すべてのインターフェイスとのデータバッファリング • スマートグリッドサーバーでのエンドユーザーロードの分散。 • これはSCADA Operationsのユーザーの場合に期待され、スマートグリッド のユーザーの場合も同様です。 Empowering Business in Real Time － 新エネルギー社会に向けた更なる企業変革 © Copyright 2010, OSIsoft LLC All rights Reserved. ありがとうございました © Copyright 2010 OSIsoft, LLC 777 Davis St., Suite 250 San Leandro, CA 94577