ユビキタスパワーネットワーク(日本型先進スマートグリッド)について

(1)

ユビキタスパワーネットワーク

（日本型先進スマートグリッド）

ユビキタスパワーネットワーク

（日本型先進スマートグリッド）

について

（日本型先進スマートグリッド）

について

東京大学大学院

工学系研究科

東京大学大学院

工学系研究科

東京大学大学院

工学系研究科

先端電力エネルギー･環境技術教育研究センター

東京大学大学院

工学系研究科

先端電力エネルギー･環境技術教育研究センター

Center for Advanced Power & Environmental Technology

1

(APET)

(2)

ユビキタスパワーネットワーク（日本型先進スマート

グリッド）の概念図

水力原子力火力ユビキタスパワーネットワークＧＧ小規模ネットワークＧローカル給電指令所ローカル給電指令所大規模ネットワーク小規模ネットワーク蓄電池(BESS) ｽｰﾊﾟｰｷｬﾊﾟｼﾀ電力給電指令所ローカル給電指令所給電指令所風力ネットワク負荷機器小規模発電機風力発電 (WP) 電力小規模ネットワークマイクログリッドインテリグリッド電力電力電力Ｇ小規模発電機ガスエンジンガスタービンヒートポンプ給湯器(HP) インテリグリッドスマートグリッド電力電力電力熱太陽光発電(PV) 貯湯槽電気自動車負荷機器可逆式燃料電池(FC) 水素ローカルネトワク熱電力電力電力 H H₂ 2 燃料電池(FC) H₂ ネットワーク University of Tokyo

(3)

ユビキタスパワーネットワーク（日本型先進スマート

グ

ド）

提案

セプト

グ

ド）

提案

セプト

グリッド）の提案コンセプト

なんでも

････電源や蓄電･蓄熱装置の種類と量を問わないこと既存の大規模電源（火力水力原子力）既存の大規模電源（火力，水力，原子力）分散型電源（太陽光発電，風力発電，燃料電池ほか）電気自動車，定置形蓄電池，ヒートポンプ式給湯器ほか

どこでも

････ネットワークのどこにでも電源や蓄積装置を接続できることネットワークの中央／末端の違いや，電圧階級などを選ばすに，分散型電源や，蓄電･蓄熱機器を接続できる

いつでも

････自然現象や使用状態の不確定性の影響を受けにくいこと日射量や風量の変動の影響を受けにくい電気自動車の充放電状態や，給湯使用状態にも対応，プラグ＆プレイ

インテリジェント＆インタラクティブ

････電力系統へＩＣＴ技術を一層活用すること大規模ネットワークと分散型電源･蓄積装置との万全な協調 3 大規模ネットワクと，分散型電源蓄積装置との，万全な協調事業者～消費者の電源・機器を含む双方向情報通信ネットワーク University of Tokyo

(4)

ユビキタスパワーネットワーク（日本型先進スマート

グリッド）の定義（目的と手段）

目的 z地球温暖化防止(CO 排出削減) 手段 z分散型電源，電気自動車等の積極活用 z地球温暖化防止(CO₂排出削減) z省エネルギー z社会的便益(事業者･消費者双方) z不確定性に対応できるシステム構築 z大規模ネットワークとの万全な協調 zＩＣＴ技術の強力活用系統技術上での課題 z需給バランス z社会的便益(事業者消費者双方) zＩＣＴ技術の強力活用対象とする電源・機器 z太陽光発電 z蓄電池 z周波数調整，経済負荷配分 z配電線電圧制御 z蓄電池容量電源予備力の適正化ほか太陽光発電 z風力発電 z電気自動車 zヒトポンプ給湯器 z負荷機器 z燃料電池 z蓄電池容量，電源予備力の適正化ほか対象とするスケール z電柱（柱上変圧器） zヒートポンプ給湯器研究の方向性を形成する主な３要素 z電柱（柱上変圧器） z配電線（フィーダー） z配電用変電所，ローカルエリアする主な３要素 z系統技術上の課題 z電源･機器の種類 4 z一次変電所，上位系統 University of Tokyo zスケール

(5)

海外の状況：

海外の状況：欧州プラットフォームのスマートグリッド構想

欧州プラットフォームのスマートグリッド構想

新しいサービスエネルギーネットワーク移行への貢献 Flexible 新しいサービスエネルギーネットワーク移行への貢献大容量の分散型電源の連系への貢献エネルギー貯蔵装置などのキーテクノロジーの開発・実証 Flexible Accessible Reliable Economical GPS, 気象観測など洋上風力メガソー _洋上風力メガソラーバイオマス小水力風力大規模水力波力発電低炭素大容量 _電力 _情報住宅用太陽光分散型電源の制御デマンド大容量発電所住宅用太陽光 _{ネットワーク}電力・情報水素デマンドマネージメント蓄熱装置ヒートポンプ 5

ホームページhttp://www.smartgrids.eu/ より _{University of Tokyo}

水素

ステーション燃料電池

(6)

海外の状況：米国

海外の状況：米国エネルギー省

エネルギー省

(DOE)

(DOE)スマートグリッド構想

スマートグリッド構想

太陽光発電風力発電プラグインハイブリッド電気自動車アドバン太陽光発電，風力発電，プラグインハイブリッド電気自動車，アドバン z ストメーターなどを統合制御アドバンストメーター（電気利用の効率化，価格情報の伝送など），系統 z 状態の可視化技術 (Google Earthでの表示など)，GPSを用いた広域監視 z 装置などの要素技術開発・適用を支援 6 ホームページhttp://www.oe.energy.gov/sartgrid.htm より University of Tokyo

(7)

海外の状況：米国

Boulder

Boulder市（コロラド州）での実証試験

市（コロラド州）での実証試験

（スマートグリッドシティ

スマートハウス）

（スマートグリッドシティ

スマートハウス）

（スマ

トグリッドシティ，スマ

トハウス）

（スマ

トグリッドシティ，スマ

トハウス）

停電管理・顧客情報システム，双方向通信，スマート変電所 1000台の分散型電源など（太陽光発電，風力発電，蓄電池，プラグイン z ハイブリッド電気自動車）の統合制御プラグイン高速データ通信プラグインハイブリッド高速デタ通信スマートメータースマートスマートサ 7

ホームページhttp://birdcam.xcelenergy.com/sgc/index.html より _{University of Tokyo}

スマト

家電サーモ

(8)

海外の状況：

_{IEC (TC8)}

_{IEC (TC8)での用語定義}

での用語定義

₍₆₀₀₅₀

_(60050--617)

_{617)の動向}

の動向

スマ

トグリ

ドの定義（現在審議されている案）

スマートグリッドの定義（現在審議されている案）

下記を用いる電力ネットワーク z双方向通信と制御技術

electric power network that utilizes two-way communication and control

z双方向通信と制御技術

z分散的処理とセンサ

z事業者機器および需要家機器

technologies, distributed computing and associated sensors, including equipment installed on the premises of network users *

上記定義への注記

z事業者機器および需要家機器

network users

* network users：事業者と需要家の双方を含む

Note: smart grids are intended to increase the quality of the electricity supply by providing functions such

スマートグリッドが備える機能の例（あくまでも例の扱い）

z系統の自動化

as:

znetwork automation

zpower quality management

zdistributed generation management

z系統の自動化

z電力品質管理

z分散型電源の管理

zデマンドレスポンス

zdistributed generation management

zdemand response zsmart metering zpreventive maintenance zデマンドレスポンス zスマートメータリング z予防保守 z停電管理 8

ホームページhttp://birdcam.xcelenergy.com/sgc/index.html より _{University of Tokyo}

zpreventive maintenance

zoutage management

zenergy storage management

z停電管理

(9)

海外の状況：スペイン

_REE

_{REE社の風力中給}

社の風力中給

中給（中央給電指令所）中給（中央給電指令所）

風力中給

CECRE： Control Center f R bl E i RESCC : Renewable Energy Source Control Center

for Renewable Energies

9

2008 CIGREパリ大会シンポジウムPPT資料より

University of Tokyo

RESCC : Renewable Energy Source Control Center

(10)

海外の状況：

Grid

Grid--Friendly Appliance

Friendly Applianceプロジェクト

プロジェクト

系統周波数の低下時に

GFA

ントロ

ラが機器の負荷を制御

系統周波数の低下時に，GFAコントローラが機器の負荷を制御

10

Grid Friendly™ Appliance Field Demonstration より

(11)

背

景：クールアース推進構想

ポスト京都議定書の枠組みづくり

削減負担の公平さ確保のため，科学的で透明性 z の高い尺度として，高，エネルギー効率などを z セクター別に割り出し，削減可能量を算定する

国際環境協力

日本の優れた環境関連技術をより多くの国へ移転すること世界全体で，2020年までに，30%のエネルギー効率を改善すること途上国に対する支援途上国に対する支援

イノベーション（技術革新）

後億（億）今後5年間で300億ドル（3兆2300億円）程度の z 資金を投入すること

「低炭素社会・日本」

（福田ビジョン2008年6月9日）

の構築

2020年までに現状から14%のCO₂削減を実現 11 原子力，太陽光，風力，バイオマスなどの「ゼロエミッション電源」 z の比率を50%以上に University of Tokyo

(12)

背

景：「長期エネルギー需給見通し」上の

太陽光

新エネルギ

導入目標量

太陽光

新エネルギ

導入目標量

5000 6000 ₁₃₀₀ 大幅な太陽光発電の導入 ₃₅₀ 太陽光発電

太陽光・新エネルギー導入目標量

3000 4000 原油換算万 35 風力発電廃棄物発電＋バイオマス発電バイオマス熱利用 0 1000 2000 万 kl 水力地熱等＋その他 0 2005 2020 2030 年度 2005年度 2020年度 2030年度実　績最大導入ケース最大導入ケース単位万k l 35 350 1300 万kW 142 1432 5321 万k l 44 200 269 万kW 108 491 661 万k l 252 393 494 太陽光発電風力発電廃棄物発電万k l 252 393 494 万kW 223 350 440 バイオマス熱利用万k l 142 330 423 その他※１万k l 687 763 716 1160 2036 3202 合　　計万 k l 廃棄物発電＋バイオマス発電 12 University of Tokyo 水　力万k l 1700 1900 1900 地熱等万k l 570 631 679 ※１その他には，｢太陽熱利用｣｢廃棄物熱利用｣｢未利用エネルギー｣｢黒液・廃材等｣が含まれる。

(13)

背

景：太陽光発電の導入シナリオ

（最大導入ケース）

住宅用：約1000万戸

（最大導入ケース）

1300万kl（5300万kW） 2005年の約40倍住宅用：約320万戸住宅約6割 350万kl（1400万kW） 住宅用約320万戸 2005年の約10倍住宅約8割非住宅約4割 2021～2030 ・新築戸建全体約50万戸/年の8割に導入・既築約25万戸/年に導入 2011～2020 住宅約8割 35万kl（140万kW） 住宅約8割非住宅約2割・新築戸建持家約30万戸/年の7割に導入・既築は5万戸/年に導入・産業用・公共用ポテンシャルのおおむね1割（ストク）に導入非住宅約2割・産業用、公共用ポテンシャルのおおむね8割（ストク）に導入 13 非住宅約2割 _{（ストック）に導入} _{（ストック）に導入} 2005 2020 2030

(14)

系統の課題：

系統の課題：太陽光発電・風力発電の大量導入による

太陽光発電・風力発電の大量導入による

需給構造の変化

余剰電力をどうするか？電気自動車，ヒートポンプの導入揚水発電所の運用は？系統安定性，電圧安定性は？需要火力最低出力揚水発電需要火力最低出力風力発電太陽光発電火力発電揚水動力揚水発電風力発電火力発電揚水動力太陽光発電原子力発電水力発電（流込式）風力発電原子力発電水力発電（流込式）風力発電重負荷期軽負荷期 0時 6時 12時 18時 24時原子力がもっと増えると？ 0時 6時 12時 18時 24時 14 資源エネ庁・低炭素電力供給システム研究会資料より University of Tokyo 重負荷期軽負荷期

(15)

系統の課題：

系統の課題：周波数調整力の不足

周波数調整力の不足

70% 80% 晴れ太陽光発電の出力変動 100 2003年1月風力発電の出力変動 30% 40% 50% 60% 70% 晴れ→曇り雨 20 40 60 80 風力出力合計［％］ 2003年1月 0% 10% 20% 30% 0時 6時 12時 18時 0 5 10 15 20 25 30 日付［日］風成分）電気の使用量の太陽光出力天候の変化に伴う太陽光の出力変動 (1)LFC容量の不足 (2)バックアップ電源が必要需要変動程度以内の成太陽光増加 LFC 調整変動と太陽光の変動の合計太陽光の出力変動に備えてバックアップ電源が必要晴れ（２０分範囲時間晴れ雨 15 資源エネ庁・低炭素電力供給システム研究会資料より University of Tokyo

(16)

系統の課題：分散型電源による配電線電圧分布の変化

配電用変電所 SVC新設 SVC 高圧系統負荷負荷配電用変電所～－～－負荷負荷負荷～－ 100/200V 6600V 柱上変器バンク高圧系統の電圧を制御潮流（電流）配電線逆潮流（太陽光発電出力が系統側に逆流）柱上変圧器新設(分割設置) バンク潮流逆潮流 107 V 適正電圧範囲流） V 95V 電圧適正電圧範囲 (101±6V) 適正電圧範囲まで電圧を下げる配電用変電所の変圧器からの距離まで電圧を下げることが必要 16 資源エネ庁・低炭素電力供給システム研究会資料より University of Tokyo 配電用変電所の変圧器からの距離

(17)

これまでの研究成果：風力発電におけるピッチ角制御による

周波数変動抑制

蓄電池容量削減

周波数変動抑制

蓄電池容量削減

周波数変動抑制・蓄電池容量削減

Rated Capacity (3) 系統側から Wind Power Output [W] ₍₂₎ (4) Stretching Region(3) 風最大出力を制御 (1) Rated Cut-in Cut-off Wind Velocity [m/s] 1000 W

] _{without Pitch Control}

強風 β 風車ブレード 0 500 O ut put [ M

W without Pitch Control_{with Pitch Control}

-500 0 W ind Po w er β ピッチ角を変化させる 17 University of Tokyo 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 -1000 Time [s] W

(18)

周波数変動抑制・蓄電池容量削減のシミュレーション検証

0 3 600 0 0.1 0.2 0.3 lu ct u a ti o n [H z ] 200 400 600 p ut[ M W] with Pitch(Battery 160MW) wihtout Pitch(Battery 560MW) -0 3 -0.2 -0.1 0 te m F re q ue nc y F -400 -200 0 Ba tt e ry O u tp 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 -0.4 -0.3 Time[sec]

Sys with Pitch(Battery 160MW)

without Pitch(Battery 560MW) 周波数変動 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 -600 Time[sec] 蓄電池出力蓄電池容量の削減 20万 円 ]

風力エネルギー逸失と蓄電池削減効果のコスト評価

-30万 -200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 たり利益[ 円 -130万 -80万 時間あた 18 University of Tokyo -180万 ピッチ角制御出力目標値[MW] １

(19)

これまでの研究成果：ヒートポンプ給湯器制御による

周波数制御への貢献（蓄電池削減）

LFC Signal(AR) HPC (HP Capacity) Time _{LFC Generator} ヒートポンプ給湯器 Time -LFCC (LFC Capacity) LFC Generator Heat Pump BESS 100% ヒトポンプ給湯器 BESS LFC火力，ヒートポンプ，蓄電池での出力配分 1 Part of 0.8PHP* Bias * *

Heat Pump Unit

定格付近でのみ 100% 80% 90% Thpcs+1 Ctmax u >0 LFC Signal [p.u.] 1 s K Normalization u <0 Consumption_{of HPHW} [ ] Control Delay 定格付近でのみ消費電力制御 (例： 90±10%) Power consumption 1 Thps+1 0 COP Normalization _[p.u.] Conversion Delay

Thermal Storage Unit

90±10%) 本来機能（給 19 University of Tokyo p ヒートポンプ制御モデル

* PHP: rated power consumption

of HPWH [p.u.] * * Bias : 0.2P0.1PHPHP(type (a))(type (b))

0 (type (c))

本来機能（給湯）への影響小

(20)

ヒートポンプ制御による蓄電池削減のシミュレーション検証

4300 4400 4500 [M W ] w/o HP HP (b) 50 1 50.2 50.3 H z] w/o HP HP (b) 4000 4100 4200 T her m al Out put 49.9 50 50.1 Fr equenc y [ H 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 3900 4000 Time [s] 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 49.8 49.9 Time [s] 周波数 LFC火力発電機出力 200 300 400 W ] w/o HP HP (b) 1450 1500 1550 n [M W ] 周波数 LFC火力発電機出力 100 0 100 200 E SS O utp ut [ M W 1300 1350 1400 1450 m p Cons um pti on 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 -300 -200 -100 Time [s] B E 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 1200 1250 1300 Time [s] Hea t Pu m w/o HP HP (b) 20 University of Tokyo HP給湯器消費電力蓄電池入出力 HPなし HPあり

(21)

Role of Information and Communication Technology in Ubiquitous Power Network EMS DMS SCADA FSS EMAS DW CIS MDM 太陽光発電(PV)

i

ll

UPN

小規模 DSM OMS GIS DW GPS EVMS 電気自動車 (EV) Meter GW 蓄電池(BESS) ｽｰﾊﾟｰｷｬﾊﾟｼﾀ貯湯槽 Refrigerator Dryer TV Home Area Network Anything . . . Anytime . . .

Functionally

大規模ネットワークネットワーク小規模ネットワークＧヒートポンプ給湯器(HP) TV 可逆式燃料電池 (FC) DRM DRM _{Anywhere . . .} 蓄電池 (BESS) ｽｰﾊﾟｰｷｬﾊﾟｼﾀ風力発電負荷機器ヒトポンプ DRM 太陽光発電 (PV) 電気自動車 (EV) 負荷機器水素ローカルネットワークＧ小規模発電機ガスエンジンガスタービン電 (WP) H H2 貯湯槽ヒートポンプ給湯器(HP) 小規模ネットワーク HRM _FMS SYSTEM PLANNING ERP DRM

The ubiquitous nature demands more information and information exchange activities for Reliable and

(EV) _可逆式

燃料電池(FC)

ネットワク

H2 ERP FMS

21

information exchange activities for Reliable and Efficient Operation of UPN

(22)

Challenges Associated with Implementing ICT Systems for UPN

UPN

Information Volumes Reliability and Information Volumes

and Data rates Reliability and Quality of Service UPN Applications Geographical coverage Information Security Mobility needs Convergence Trends and Sustainability

Present usage, Social Penetration and scalability

Some factors of concern for Technology selection

22

(23)

UPN Information Examples

In final form, every customer in a UPN is expected to generate substantial volume of continuous monitoring and metering data for the upstream

compared to the volume of critical data sent over down stream.

DSM and DMS related information linked to Upper Tiers and DRM related information within own tier are examples for time critical information which needs high security, reliability and quality of service.

Some monitoring functions such as meter readings may not require such high quality service reliability

EV in a UPN needs mobility over a wide geographical coverage EV in a UPN needs mobility over a wide geographical coverage.

Ethernet is the most popular LAN technology and its application has penetrated i t th i t d l Wi Fi WiMAX i i l it F

into the society deeply. Wi-Fi, WiMAX are gaining popularity. For core networks technologies such as MPLS are becoming more appealing

23

(24)

Potential System Wide Multi-Tier Communication Infrastructure and Technologies

d

Main Grid

(MPLS, BPL, etc) MV SS Level (Ethernet, BPL/PLC, WiMAX, MPLS, etc) MV SS Level (Ethernet, BPL/PLC, WiMAX, MPLS, etc) Distribution SS Level (Ethernet, BPL/PLC, WiMAX, CDMA etc) Distribution SS Level (Ethernet, BPL/PLC, WiMAX, CDMA etc) Distribution SS Level (Ethernet, BPL/PLC, WiMAX, CDMA etc) Distribution SS Level (Ethernet, BPL/PLC, WiMAX, CDMA etc) Customer Sites (Ethernet, WiFi, PLC, Zigbee etc.) CDMA etc) Customer Sites (Ethernet, WiFi, PLC, Zigbee etc.) CDMA etc) Customer Sites (Ethernet, WiFi, PLC, Zigbee etc.) Customer Sites (Ethernet, WiFi, PLC, Zigbee etc.) ( , , , g )

* Merits and demerits of these technologies and architectures for UPN applications are yet to be addressed

24 Merits and demerits of these technologies and architectures for UPN applications are yet to be addressed

(25)

さらなる研究の方向性

さらなる研究の方向性((案

案))

ユビキタスパワーネットワーク（日本型先進スマートグリッド）

での給電システムの構成・役割の明確化

不確定性を有する多数台機器と，全体ネットワーク最適化

との整合モデリング手法の確立

分散型電源

負荷機器

計測制御

ドウ

提案

検証

分散型電源・負荷機器の計測制御ハードウェアの提案・検証

情報通信ネットワークの所要性能の明確化・各種通信方式の

適用可能性検討

25

適用可能性検討

(26)

ユビキタスパワーネットワーク（日本型先進スマートグリッド）

での給電システムの構成･役割分担の明確化

分散型電源～給電システム間の双方向通信と計測制御

下り信号････制御信号（上位から伝わってくるLFC指令，ローカルな配電線電圧目標値などさまざま）電気料金情報ほか配電線電圧目標値などさまざま），電気料金情報ほか上り信号････計測信号（kW, kVar, kWh, V, …），電源使用可否， 蓄電池の残存容量などの状態情報ほか（いずれも膨大蓄電池の残存容量などの状態情報ほか（いずれも膨大数）

ユビキタスパワーネットワーク（日本型先進スマートグリッド）

に適した給電システムのありかた

小規模ネットワークでの自己完結（マイクログリッド的）ではなく，既存の大規模ネットネットワークと協調（例：風力発電やヒートポンプ給湯器もLFC機能を分担）全体システムを経済性，信頼性，電力品質等の諸観点で最適運用 z 制御対象の選定（周波数，電圧，信頼性，経済性など） z ユビキタスパワーネットワークの給電システムの構成の検討 26 University of Tokyo z ユビキタスパワネットワクの給電システムの構成の検討 z 給電システム各所の所要機能・役割分担の明確化

(27)

ユビキタスパワーネットワーク（日本型先進スマートグリッド）

での給電システムの構成･役割分担

ＧＧ WP ●　●　● 大規模 PV WP Ｇ大規模 PV WP 制御ロ計測 PV EV HP 中央給電指令所基幹系統給電所支店給電所制御所制御ローカル給電センター？分散型電源の大量導入時の給電システムのありかたは？土台とする既存の給電システムの，構成･機能･役割分担への影響は？ BESS FC 大規模ネットワークの既存の給電システム (階層構造 ) 27 University of Tokyo す既存給電テ，構成機能役割分担影響制御：LFC指令，配電線電圧目標値などを，分散型電源へと指令計測：大量の分散型電源からのデータの集約･処理

(28)

不確定多数台機器と，ネットワーク全体最適化との整合モデリング

自然現象や使

状態（消費行動）によ

ダ

性

確定性

自然現象や使用状態（消費行動）によるランダム性・不確定性

太陽光・風力････自然現象（日射量や風速）による出力変化電気自動車･･････本来機能である入出庫･走行による充放電状態の変化電気自動車本来機能である入出庫走行による充放電状態の変化ＨＰ給湯器･･････本来機能である給湯による貯湯量変化

使用者のニーズや利便性を損わずにネットワーク全体を最適運用

使用

や利便性

損

ず

ネ

体

最

運用

統計論的モデリング手法を用いたアプローチ

マクロ････電源構成比率，経済負荷配分，地域配分などの手法を確立していく上での，統計的論アプローチミクロ････個々の分散型電源や蓄積機器の決定論的な動作共存 z 統計的モデリング手法の提案 z 最適化のための評価指標の選定 z 最適化のための評価指標の選定 z 将来の電源構成比率（既存電源と分散型電源），経済性 z 分散型電源の増加した場合にも留保すべき予備力 z 蓄電池所要容量，ほか 28 University of Tokyo 蓄電池所要容量，ほか z 統計的モデリング手法の有効性評価（シミュレーション解析）

(29)

分散型電源・負荷機器の計測制御ハードウェアの提案・検証

z 簡単廉価で実現性の高い「計測・通信・制御ハードウェア」の提案・検証 z 電気諸量（V, kW, kWh）や機器状態の計測 z 外部からの制御信号を受信･解釈して，機器を遠隔制御するしくみ無線送信パワーネットワーク情報ネットワーク V,kW,kWh,機器状態無線送信 V,kW,kWh,機器状態計測ユニットリモート制御ユニット有線，無線 * V,kW等の指令値 * 料金情報計測デタＰＶＰＬＣ他 * 計測データ * 機器状態ＰＣ無線通信ＢＥＳＳ負荷機器負荷機器インターフェース 29 University of Tokyo ＦＣＥＶＨＰ

(30)

情報通信ネットワークの所要性能の明確化・各種通信方式

の適用可能性検討

神経系を担う情報通信ネットワークの重要性

家庭内での制御信号と計測データの伝送････電力線搬送など家庭内での制御信号と計測デタの伝送電力線搬送など多数家庭～ローカル給電センター････公衆インターネット回線（無線／有線），衛星の活用など，別のネットワーク構築が必要

大容量･高速専用線の新設は，莫大なインフラが必要で非現実的

既存の公衆回線の活用電力系統での比較的緩やかな事象を処理する上では，中小容量で低速な情報通信ネットワークでも十分な可能性も考えられる z 計測／制御信号の種類･ポジション数(V, kW, kWh, 機器状態等)明確化 z 通信方式（機器間，家庭～供給システム間）の所要性能の明確化 z 対象とする系統現象（経済負荷配分，LFC，配電線電圧ほか） z 対象とするスケール（100軒, 1000軒, 1万軒, 10万軒,…） z データサイズ，速度，更新インターバルなど 30 University of Tokyo デ，速度，更新な z 通信方式（TCP/IPほか諸方式）の得失比較・フィージビリティスタディ

(31)

情報通信ネットワークを考える上でのパラメータ例

信号自体の複雑さ

V, kW, kWh, 機器状態, 料金メニュー体系, ･･･

入力信号数

5, 10, 20,･･･

出力信号数

パワーネットワーク情報ネットワーク

出力信号数

5, 10, 20,･･･

分散電源数 or 軒数

PV HP FC BESS EV 負荷 10, 1000, 10万,･･･

更新インターバル

100 10 1分 PV BESS 負荷 HP EV FC PV 100ms, 10s, 1分,･･･

エリア面積

1km四方, 10km四方,･･･ PV BESS 負荷 HP EV FC HP FC BESS EV 負荷 PV 1km 方, 10km 方,

許容信号遅延

100ms, 1s, 10s, 1分,･･･ HP EV FC HP FC BESS EV 負荷 z系統技術上の課題 31

同期性の要否

University of Tokyo University of Tokyo z電源･機器の種類 zスケール