次世代グリッドに向けた 情報通信技術の現状と課題mar 05, 2011  · :2800万kw,...

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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 情報通信技術の現状と課題 ()電力中央研究所 システム技術研究所 芹澤 善積 ([email protected]) 芹澤 善積 ([email protected]) 2011/3/5

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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情報通信技術の現状と課題

(財)電力中央研究所(財)電力中央研究所システム技術研究所

芹澤 善積 ([email protected])芹澤 善積 ([email protected])

2011/3/5

Page 2: 次世代グリッドに向けた 情報通信技術の現状と課題Mar 05, 2011  · :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

目次

日本版スマートグリッド(次世代グリッド)の概要概要

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

国際標準化国際標準化

まとめ

2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.2

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目次

日本版スマートグリッド(次世代グリッド)の概要概要

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

国際標準化国際標準化

まとめ

2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.3

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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 式給湯 など新 電気 効率 電気自動車,HP式給湯器など新しい電気利用や効率的電気利用(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

2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.4

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PV大量導入時の課題

逆潮流

需要変動

電圧上昇

逆潮流

電圧上限

配電用変電所

電圧上昇

上位系統

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

系統停止時の単独運転・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 斉脱落系統事故時一斉脱落

2011/3/55

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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

<需要地系統>上位

逆潮流の抑制

潮流の平準化 蓄電装置

位系統

<変電所>潮流の平準化

運用管理システム 太陽光発電システ

制御装置

太陽光発電

kW翌日パターン予測・

算定制御装置

蓄電装置時間

算定

・PV出力

・逆潮流制限

・需要家と系統側

その他HP給湯機 空調負荷

需要家と系統側

の役割分担

・(料金)

2011/3/5<需要家(住宅)>6

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次世代グリッド技術開発の重点

1 大規模停電リスク極小化

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

2

リスク極小化

需給 体化省エネ・エネルギー有効利用を

クを極力小さくできる

2 需給一体化省 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

設備管理高度化

4 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

2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.7

高度化 を通じて時代ニーズに対応する

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目次

日本版スマートグリッド(次世代グリッド)の概要概要

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

国際標国際標

まとめ準化

2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.8

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現状のICT応用システム

発電設備(大規模・集中)

電気 流通設備(送電系統/配電系統)

需要家(産業/業務/住宅用)

電気

情報運用 需要家

需給制御システム(総需要に応じた発電制

配電自動化システム(遠方監視制御)

遠隔検針負荷計測

発電所監視制御システム

系統監視制御システム(遠方監視制御)

運用 需要家

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)

た発電制御)

制御)

保護(系統事故時の事故除去・波及防止・再送電など)

その他(保守・設備管理用システムなど)保全

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2011/3/5

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電力系統の運用・保護・保全の時間スケール

平 設備保全 経済負荷

周波数制御(LFC)

経済性

品 質

設備保全(状態監視・診断)運転自動化・監視制御

経済負荷配分制御(EDC)

週間/月間運用設備計画

電圧制御(VQC)

事故予防制御

品 質

信頼性

設備計画

復旧制御事故波及防止制御

事故除去制御

事故時処理

緊急制御

信頼性

緊急制御

所要処理時間・周期(秒)

10.10.01 10 100 1,000

2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.10

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現状の通信ネットワーク

発電設備(大規模・集中)

電気 流通設備(送電系統/配電系統)

需要家(産業/業務/住宅用)

電気

発電所

(大規模 集中) (送電系統/配電系統) (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 設備計画お客様

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給電指令所

制御所

設備計画保全部門

センター

2011/3/5

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次世代グリッドのICT応用システム発電設備 流通設備 需要家発電設備

(集中形電源)電気・情報

電気・情報

流通設備(送電系統/配電系統)

需要家(産業/業務/住宅用)

発電発電(分散形電源)

需 家需要家機器監視制御

(BEMS/DR分散形電源・需要家

需要家連携(計量, 開閉, 情報提供等)

配電系統運用

給電・送電系統運用(監視制御)

緊急時制御

発電所運転

緊急時保護制御機器・線路

運用

保護

需要家

需要家サービス

(BEMS/DR/HEMS等)

分散形電源・需要家機器保全

機器保護・保安緊急時制御

発電所設備保全 送配電設備保全

緊急時保護制御機

保護保護

保全

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その他(サービスプロバイダなど)需要家サ ビス

(セキュリティなど)

2011/3/5

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次世代グリッドの通信ネットワーク発電設備 電気 電気流通設備 需要家発電設備

(集中形電源)電気・情報

電気・情報

流通設備(送電系統/配電系統)

需要家(産業/業務/住宅用)

発電発電(分散形電源)

発電所発電所(制御室)

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)

他事業者情報通信ネットワーク.インターネットなど

○○ ○

Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.13給電指令所 制御所

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2011/3/5

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目次

日本版スマートグリッド(次世代グリッド)の概要概要

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

国際標準国際標準

まとめ化

2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.14

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系統運用系の現状と展望・課題運用

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 プン分散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

監視(設備状態)情報,その他情報

制御(操作指令・

中央給電指令所

系統給電(制御)所

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 電系統

制御(操作指令機器制御)情報,その他情報

1次・2次電気所,配電用変電所大規模発電所 超高圧変電所

制御所電力用通信網

(低圧配電系統)配電用変電所大規模発電所 超高圧変電所

LL

変電所6.6 kV高圧配電線

100V/200V100V/200V センサと開閉器遠

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L L L L L L

100V/200V 100V/200V センサと開閉器遠隔操作のための通信

2011/3/5

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系統運用系の現状と展望・課題運用

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 CIMなど)への対応監視(設備状態)情報,その他情報

中央給電指令所

系統給電(制御)所 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の

制御(操作指令・機器制御)情報,その他情報

系統給電(制御)所

制御所電力用通信網

2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.16

詳細化? 1次・2次電気所,配電用変電所大規模発電所 超高圧変電所

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系統運用系の現状と展望・課題運用

系統運用系の現状と展望 課題(配電系)

配電自動化配電自動化 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・ LL

変電所6.6 kV高圧配電線

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L L L L

LL

L L

100V/200V 100V/200V センサと開閉器遠隔操作のための通信

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)

変電所1

運用管理システム

変電所2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)

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柱上変圧器過負荷等の監視(保全) システム

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系統保護系の現状と展望・課題保護

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)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)CE中央装置端末装置

TE TE送電系統

給電情報網

送電線

電気所A 電気所B

事故

電流値 遮断信号 電力用通信網

中央装置

起動装置

端末装置

TETE

TTTTTTTT

TE

TE

発電所

Ry Ry

電流センサ(CT)遮断器

R 保護リレ

凡例

電力用通信網(専用マイクロ波回線

光ファイバ回線)

電流値サンプルデータ +サンプリング基準タイミング

通信網

発電所

変電所端末装置

②端末装置

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TTTTTTTT

TTCETE

中央演算装置

端末装置

遮断装置 演算結果(遮断対象発電機情報)

電力系統情報 遮断指令情報

Ry 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)

2011/3/5

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事故除去リレーシステムの構成保護

(電流差動方式)

送電線変電所X 変電所Y

事故 電流センサ

Ry Ry

事故電流電流値

遮断信号

通信回線(電流デ タ通信回線(電流データ+基準タイミング)

基準タイ グ ゙

クロック回路(変電所Y)クロック回路

(変電所X)基準タイミングのズレ (変電所Y)

サンプリングタイミング

2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.19

時間

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事故除去リレーシステムの保護

性能・信頼性要件(電流差動方式)<伝送系 システム要件>

項 目 要求条件

絶対伝送遅延

<伝送系・システム要件>

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 以下上り下り遅延差 160〜200μs以下

ビット誤り率 1×10-7以下

回線瞬断率 5×10-7以下回線瞬断率 5×10 以下

システム不稼動率1×10-7以下

(2系列構成が基本)

<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)

2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.20

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

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アプリケーション毎の保護

個別専用システム

マイクロ波無線ネットワーク

保護リレーシステム

通信フレーム構成(固定長,サイクリック,数十kbps~1.5Mbps)

レガシー(PDH)形式

光ファイバネットワーク

事故波及

保護リレーシステム

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

2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.21

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汎用・標準技術(IP系技術)を保護

用いた統合・連携システム

通信フレ ム構成 後備保護 シ ム

マイクロ波無線ネットワーク

通信フレーム構成(可変長,仮想分離,数10~100Mbps)

広域イーサネット方式

計測 制御 時刻同期保護リレーシステム

保護

後備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

保護リレーシステム

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

2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.22

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広域・高速制御ネットワーク保護

広域 高速制御ネットワ ク概念

標準技術 適 な汎用・標準技術の適切な活用

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)

集中/分散配置広域・高速制御ネットワーク

多様な監視・保護制御

系統状態の高精度同時刻サンプリング

論理や対象系統などにも柔軟に対処

2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.23

: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

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時刻同期方式

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

データ伝送

内部同期方式(PTPなど)

広域イーサネット

時刻同期制御機構 Precision Time Protocol

NIC処理部

時刻同期制御機構(PTP;IEEE 1588)

基準タイミング

タイミング制御回路

同期用パケット

データ用パケット

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2011/3/5

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設備保全系の現状と展望・課題保全

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 トワ ク高経年の重要設備の無停止・後付けセンサネットワーク

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能とするアドホックシステム

センサの処理設定を自動化するプラグアンド

【平常時】 【詳細監視】詳細な監視

・音・振動

電磁雑音

詳細情報予兆検出

自動化するプラグアンドプレイ方式

現場作業支援既存のセンサ情報,巡視・点検等

・油温・油面・電流,etc

・電磁雑音・温度,etc

(発生源探査)(トレンド分析)

異常箇所発見

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現場作業支援改修・取替え

2011/3/5

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需要家系の現状と展望・課題需要家

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 ドサ ベイ 需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ー利用見える化とDR 高圧需要家などで低圧需要家でのエネルギ 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

Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.26

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

2011/3/5

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需要家

スマートメータとは「 時間(またはそれ 間隔)ごと 消費電力量等を「1時間(またはそれ以下の間隔)ごとの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 トメ タの概要と欧米における導入動する高機能計器」(海外電力,「スマートメータの概要と欧米における導入動

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 Aug 2006)Metering, Staff Report, 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)

27Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved. 2011/3/5

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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 近年はメータまでのアクセスは UHF帯に移行す 当初 2.4GHz帯が主であったが,近年はメ タまでのアクセスは,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” と呼ばれる 低周波PLCを用いるケースもあり TWACS と呼ばれる,低周波PLCを用いるケ 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 で検討中) 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)

802 1 4 (S )の策定にガス会社系が参画 IEEE 802.15.4g(Smart Utility Network)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)

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需要家

需要家系通信ネットワーク

需要家宅内機器監視制御・

0 0 1 2 3 40 12-02

単 3

204

動作

普通電力量計 ○○型

60Hz 交流単層3線式

2008年製

0 12-02

0 12-02

kW電力量

受電

需要家ゲートウェイ

配電用変電所営業所,配電制御所など

太陽電池

機エネルギー管理など計量

分電盤配電線(変圧器,開閉器)

分散形電源

光・無線ネットワーク,

配電系統監視制御エネルギーサービスなど

PHEV/EV

HP給湯機蓄電池

通信プロトコル,組込み機器セキュリティ対策

PHEV/EV

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需要家

需要家系のセキュリティ対策例①システム構成

太陽光発電風力発電蓄電装置

①システム構成

②リスク評価

③セキ リティ要求抽出

PCS

③セキュリティ要求抽出

④対策の選定

電力会社太陽光発電

専用網

通信回線からの不正侵入

事業者網

開閉器 柱上変圧器

カメラ

個人情報漏洩

需要家電気機器の不正操作ネットワーク分離・通信遮断

通信相手の正当性の確認ファイアウォール設置

機器認証・接続の拒否

サービスプロバイダ

負荷スマートメータ

HEMS制御装置

個人情報漏洩

盗聴防止

機器認証 接続の拒否

データ・通信の暗号化

PHEV/EV蓄電装置

携帯端末Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.

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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

スマートメータ/HEMS/需要家ゲートウェイなどの機能と連携スマ トメ タ/HEMS/需要家ゲ 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 系統側) メータデータの活用(キ新サ ビスプロバイダ(需要家側,系統側),メ 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

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スマートメータ/需要家ゲートウェイ/HEMS需要家

スマ トメ タ/需要家ゲ トウェイ/HEMS分離・連携・統合

電力量計 分電盤

PCS

負荷開閉器 太陽光発電

宅内機器

需要家ゲートウェイ計量

データ管理 蓄電装置

器IF

電力会社 計量・開閉制御

付加サービスエネルギー

機器計測・制御

需要家情報管理

機器制御調整機器状態把握

自営通

公衆通

管理通信網IF

通信網IF

通信事業者網ビ

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通信事業者網(インターネット)

サービスプロバイダ

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目次

日本版スマートグリッド(次世代グリッド)の概要概要

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

国際標準化国際標準化

まとめ

2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.33

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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

系統用蓄電池ル・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

342011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.

「 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

認証方

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国際標準化ロードマップにおける重要アイテム(2)

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「 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

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国際標準化に関わる取組みIEC 61850の国内 の適用性評価 保全系規格などの提案IEC 61850の国内への適用性評価,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 制御装置

(変電所全体の状態監視や機器制御)IHMI

ヒューマンマシンインタフェースステーションレベル

ソフトウェア機能要素

個別の監視三相交流自動電圧

ベイレベル

個別の監視制御・保護装置

標準の通信方式でメッセージの送受信

MMXU

三相交流実効値

ATCC

自動電圧調整

PTOV過電圧リレー

電気信号(110V等)

開閉装置 計器用変成器

タップ切換器

調相設備計器用変圧器

XCBR遮断器

YLTCタップ切換器

TVTR

プロセスレベル

TCTR変流器

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変成器 切換器

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送電系統WASA技術保護

送電系統WASA技術(Wide Area Situation Awareness)

広域計測システム(Wide Area Measurement System; WAMS)

中央処理装置

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

GPS

高精度 給電所

中央処理装置フェーザデータ集約装置(PDC)

and Control; WAMPAC)システム

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

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目次

日本版スマートグリッド(次世代グリッド)の概要概要

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

国際標準化国際標準化

まとめ

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ICTの現状発送変電設備の監視制御 自動化や給電情報ネ トワ発送変電設備の監視制御・自動化や給電情報ネットワー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

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次世代グリッドの重点ICTインフラ柔軟かつ強靭な系統

広域・高速制御ネットワーク

1 大規模停電リスク極小化

柔軟かつ強靭な系統

制御ネットワ ク

2

リスク極小化

需給 体化 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

2 需給一体化 低炭素社会対応(直接的)

通信ネットワーク3 分散形電源

有効活用設備有効利用

設備保全セ サネ ト ク

設備管理4

設備有効利用

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センサネットワーク高度化4

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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 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 光 イバなど) 需要家アクセス通信(無線,高速PLC,光ファイバなど),

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(HEMS/BEMS),フェーザ計測装置(PMU),インテリジェント電子装置(IED)理機器( ), ザ計測装置( ),インテリジ ン 電子装置( )など

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ICTインフラのあり方

広域系統監視・

一般業務系イントラネット

設備運用・保全用ネットワーク

広域系統監視保護制御ネットワーク

発電所変電所給電指令所制御所配電制御・

保全センター営業所

インタ ネット/通信事業者ネットワ ク

需要家系ネットワーク

需要家需要家

分散形電源

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2011/3/5Copyright © 2011 Central Research Institute of Electric Power Industry. All rights reserved.

インターネット/通信事業者ネットワーク