論文

論2019 年度 VPP 実証への取り組み（DR shifTer の改良）

文

2019 年度 VPP 実証への取り組み（DR shifTer の改良）■ 細■谷髙野雅樹裕基 ■ ■中山髙野匡 裕基
Masaki
Hiroki
HosoyaTakano■■髙田野中 裕基
晃司

Tadashi
HirokiNakayma
TakanoHirokiKoji Tanaka
Takano

東光高岳では 2017 年度に東京電力ホールディングス（株）および東京電力エナジーパートナー（株）（以下，東電EP）が考案した手法を利用して，蓄電池などのリソースをメーカや機種に依存せず，遠隔・統合制御する機器，DR 制御装置（DR shifTer）を開発した。東光高岳は DR shifTer を用い，2017 年度，2018 年度の VPP 実証試験に東電 EPとともに参加してきた。VPP 実証試験は 2021 年度以降に開始する需給調整市場に向けて技術実証，制度的課題の洗い出しを行っている。2019 年度でも技術実証の課題が設けられ，課題に対応するため DR shifTer の改良を実施した。
本稿では 2019 年度 VPP 実証試験の内容と実証試験に向けた DR shifTer の改良内容，および，VPP 実証試験での成果を説明する。

1

はじめに近年，太陽光発電や蓄電池，電気自動車など，需要家側に導入される分散化された小規模エネルギーリソースニューを比較したものを示す。2019 年度は 2018 年度と同様に三次調整力①と三次調整力②に参加した。両メニューにおいて，2018 年度との違いは次のとおりである。（黄色の個所が変更個所）の普及が進んできた。需要家が有するエネルギーリソー・1 分単位での指令値変更が必要

スのひとつひとつを束ね，遠隔・統合制御すること（デ・DR の持続時間が 3 時間

マンドレスポンス（DR））で，電力の需給バランスを調・ベースライン 注 2）の計算は独自方式でも可整する仕組みを「仮想発電所 : バーチャルパワープラン・成功判定基準の変更

ト（VPP）」とよぶ。

上記のうち，指令値変更および DR の持続時間につ各需要家が持つリソースの中でも，蓄電池は充放電がいて，DR shifTer の改良が必要となった。なお，ベーでき，気候に左右されることもないため，VPP での調スラインの計算は 2018 年度までは DR shifTer にて計整力としての期待が大きい。しかし，既存の蓄電池シス算をしていたが，2019 年度はリソースアグリゲータ

テムを遠隔からの DR に対応させるためには，メーカや（RA）注 3） が計算をしている。また，成功判定基準につ機種ごとに異なる改造が必要となり，多くの費用と労力いては次節にて説明する。

を必要とする。
そこで，東京電力ホールディングス（株）および東京電力エナジーパートナー（株）（以下，東電 EP）では，蓄電池などのリソースをメーカや機種に依存せず，遠隔から DR 制御をする手法を考案した。東光高岳ではこの技術を実現するための機器，DR 制御装置（DRshifTer）を 2017 年度に開発した。その DR shifTer を用い，2017 年度，2018 年度の VPP 実証試験 注 1） に東

表1

VPP 実証試験メニュー

三次調整力①

項目2018 年度

2019 年度

指令値変更あり（15 分単位）あり（1 分単位）

応動時間

15 分

15 分

持続時間

1 時間（東電 EP 担当分）

3 時間

High 4 of 5（当日調整あベースラインり）または事前計測

アグリゲータが独自に計算

DR の制御目標値に対して制御指示量の± 10％以内

DR の制御目標値に対して入札量の± 10％以内

成功判定基準電 EP とともに参加してきた。
表2

VPP 実証試験は VPP 構築に向けた技術実証，制度的VPP 実証試験メニュー

三次調整力②

課題の洗い出しを行っており，2019 年度も実施された。

項目2018 年度

2019 年度

本稿ではこの 2019 年度 VPP 実証試験の内容を説明し，指令値変更あり（30 分単位）あり（30 分単位）

応動時間

45 分

45 分持続時間

1 時間（東電 EP 担当分）

3 時間

試験課題を達成するために改良した DR shifTer の改良
点と DR shifTer を使用した VPP 実証試験の結果について述べる。

High 4 of 5（当日調整あベースラインり）または事前計測

アグリゲータが独自に計算

DR の制御目標値に対して制御指示量の± 10％以内

DR の制御目標値に対して入札量の± 10％以内

成功判定基準

22.1

2019 年度 VPP 実証について
VPP 実証試験メニュー

表 1，表 2 に 2018 年度と 2019 年度の VPP 実証メ
10東光高岳技報 Vol.7 2020

2.2

成功判定基準VPP 実証試験の評価には滞在率を使用する。滞在率

2019 年度 VPP 実証への取り組み（DR shifTer の改良）

は成功判定基準（DR の制御目標値に対して入札量の ±10％以内）による成功回数をもとに，以下の式で求め論文

以下に示す。
・成 功判定は受電電力（kW）の 1 分平均値（三次調整力②の場合は 30 分平均値）が制御目標値に対しられる。の数 × 100て入札量の ±10％以内に収まっていれば可とする。

成功判定基準について，図 1，図 2 にて説明する。

・制御対象時間内に変更指示があった場合は，変更指滞在率［％］＝ 成功回数／ DR 実施コマ注 4）2018 年度では制御指示量の ±10％以内に実績値を収め示された時間から，実際に指令値変更する時間までることで制御成功と判断していた。しかし，2019 年度

は，1 分平均値（三次調整力②の場合は 30 分平均では，制御目標値に対し，入札量の ±10％以内に実績値値）の受電電力（kW）が現在および指令値変更後を収めることで制御成功と判断するように変更された。の制御目標値に対して入札量の ±10％を含めた上下三次調整力①と三次調整力②の制御成功の判定条件を範囲に収まっていれば可とする。

図1

成功判定基準（三次調整力①）（出典：SII 公開データ）

図2

成功判定基準（三次調整力②）（出典：SII 公開データ）※（一社）環境共創イニシアチブ

平成 31 年度 VPP 事業共通実証仕様書 Ver.1.0 より引用

東光高岳技報 Vol.7 2020

11

論文

3

DR shifTer の改良内容

3.1

2019 年度 VPP 実証への取り組み（DR shifTer の改良）

整力①と②の 2 種類ある。
表3

指令値変更処理の改良

2019 年度 VPP 実証試験メニュー

項目

三次調整力①相当（下げ DR）

三次調整力②（下げ DR）

指令値変更あり（1 分単位）あり（30 分単位）

しかし，2019 年度の VPP 実証試験では固定の枠組

反応時間

15 分

45 分

みではなく，DR 期間中であれば，1 分単位で変更する持続時間ことができるようにしなければならない。

ベースライン2018 年度までの VPP 実証試験における指令値変更は固定の枠組み（15 分間，時計 0 分起点）で実施していた。

DR shifTer は指令値変更指令を RA から OpenADR 注 5）通信で受信する。OpenADR による指令値の通知方式および指令を受信したときの DR shifTer の処理を改良した。

実施日

3.2

成功判定
基準

DR の持続時間処理の改良

2018 年度までの DR の持続時間は 1 時間固定であっ3 時間
アグリゲータが独自に計算・2019 年 12 月 3 日， ・2019 年 12 月 17 日，
12 月 10 日
12 月 24 日
・2020 年 1 月 15 日， ・2020 年 1 月 23 日，
1 月 21 日
1 月 28 日
DR の制御目標値に対して入札値の± 10％以内※詳細は図 1，図 2 参照のこと。

た。2019 年度は DR の持続時間が 3 時間となったことから，DR の持続時間が 30 分～3 時間の間であれば実施できるように機能の改良を行った。

4.2

VPP 実証試験結果

2019 年度の VPP 実証試験の結果について，以下の確認を行った。

44.1

・指令値変更に対する応答性能の結果

VPP 実証試験の結果

・滞在率の結果
2020 年 1 月 15 日に実施された三次調整力①の DR

VPP 実証試験概要

東 電 EP は，2019 年 12 月 3 日～2020 年 1 月 28 日に実施された VPP 実証試験へ参加した。VPP 実証試験

shifTer の制御結果（制御した需要家全体をまとめたもの）を図 4 に示す。のシステム構成を図 3 に示す。DR shifTer が設置され

図 4 には需要家の受電電力，制御目標値を表示してている 5 個所の需要家の電源リソースを制御し実証をいる。また，制御目標値をもとに目標上下限値を示して行った。また，VPP 実証試験のメニューを表 3 に示す。

いる。この目標上下限値の間に受電電力がどのくらいDR shifTer が参加する VPP 実証試験メニューは三次調入っているかが滞在率になる。

図312

東光高岳技報 Vol.7 2020

VPP 実証試験

システム構成2019 年度 VPP 実証への取り組み（DR shifTer の改良）

図4

DR shifTer

図5ディネータ（AC）

文

実証試験の結果一例（三次調整力①）

需要家 M での指令値変更実績

なお，滞在率の計算についてはアグリゲーションコー
注 6）

論からの指令以外で，RA 独自の制御量調整の指令値変更がある。

4 にまとめた。（黄色の個所が指令値変更個所）
この日の需要家 M の実績を図 5 に示す。表 4 の指令値の番号を図 5 の該当する時間帯に当てはめてみると，

DR shifTer としては，実績値が RA から通知される

DR shifTer は指令どおりに制御を行い，多くの時間で制御目標値に対して入札量 ±10％以内に収まる場合を受電電力が入札量の ±10％以内に収まることが確認でき成功と定義し，滞在率を求めた。

る。このように，VPP 実証試験において，指令値変更に（1）指令値変更に対する応答性能の結果対する制御の応答性能は良好であることが確認できた。

VPP 実証試験の結果から 2019 年度 DR shifTer へ機（2）滞在率の結果能追加した 1 分単位での指令値変更について応答性能次に滞在率について確認をした。図 4 の実績値を確を確認した。ここでは，例として 2020 年 1 月 15 日の認すると，2019 年度の改良点である 1 分単位の指令値

需要家 M を挙げる。この日，需要家 M では 7 回の指令変更を実施しても，滞在率が約 91％であった。

値変更が行われ，最終的に指令は 13 個に分割されてい2019 年 度 の 実 証 試 験 で は，AC 全 体 の 滞 在 率 が 約る。RA から DR shifTer が受信したイベント情報を表80％であったことから，DR shifTer は，十分な性能を東光高岳技報 Vol.7 202013論文2019 年度 VPP 実証への取り組み（DR shifTer の改良）た。

有しているといえる。
表4

各改良事項の動作検証を完了し，2019 年度の VPP

指令値変更状況

No. DR 制御目標値

DR 期間 指令値開始 指令値終了

04514.4

30 分間

12:00

12:29

14488

15 分間

12:30

12:44

25288

15 分間

12:45

12:59

35030

11 分間

13:00

13:10

45130

5 分間

13:11

13:15

55149

9 分間

13:16

13:24

65342

5 分間

13:25

13:29

75336

30 分間

13:30

13:59

85280

16 分間

14:00

14:15

95276

5 分間

14:16

14:20

104280

9 分間

14:21

14:29

114174

11 分間

14:30

14:40

125174

19 分間

14:41

14:59

5

今後の課題

2019 年度実証試験を実施した結果，自然 DR 注 7） が多く発生していた。今回の VPP 実証試験では，自然DR になるパターンに同一の DR 実施コマ内で受電電力の変動が大きい場合，DR 実施時間帯で当日調整 注 8）以上の受電電力の変動がある場合であることがわかった。
これらが発生する理由の一つとしてベースラインの計算が現状 30 分ごとになっていることが考えられる。同一 30 分の DR 実施コマ内に受電電力の変動が大きい時実証試験でも一定の成果を収めた。特に DR shifTer が1 分単位での指令値変更にも対応できることが確認できた。今後は，2021 年の市場化へ向け，さらなる精度向上を目指す所存である。
■語句説明
注 1）VPP 実証試験：「需要家側エネルギーリソースを活用したバーチャルパワープラント構築実証事業」において，工場や家庭などが有するエネルギーリソースを VPP として機能させることで，電力の需給調整に活用する実証を行うことを目的とする実証試験。
注 2）ベースライン：DR の要請がなかった場合に想定される電力需要量。
注 3） リソースアグリゲータ（RA）：需要家と VPP サービス契約を直接締結してリソース制御を行う事業者。
注 4）DR 実施コマ：DR を実施している期間を三次調整
力①は 1 分ごと，三次調整力②では 30 分ごとに区切った区間。
注 5）OpenADR：電気の需要と供給のバランスをとるために，システム間の通信により，RA が自動的に需要家側のエネルギー機器を制御する自動 DR（ADR：AutomatedDemand Response）のためのプロトコル。
注 6） アグリゲーションコーディネータ（AC）：RA が制御した電力量を束ね，一般送配電業者や小売電気事業者と直接電力取引を行う事業者。
注 7） 自然 DR：DR の制御目標値より，需要家の受電電力が少なく，節電制御ができない状態。
注 8）当日調整：ベースラインを計算する際に，使用される値。DR 開始時刻の 4～1 時間前の電力量の平均値などを当日補正値としてベースラインに加算する。

間帯（昼休憩や工場の稼働停止時間）があると，自然DR が発生するリスクが高くなる。対策として，30 分より短い時間でのベースラインの算出や，時間帯により当日調整のある計算方法と当日調整のない計算方法を使いわけるなどの工夫が必要であると考えられる。

6

まとめ蓄電池などのリソースを DR 制御する DR shifTer を2019 年度の VPP 実証試験に適用するために改良を行っ

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東光高岳技報 Vol.7 2020

細谷雅樹

中山匡

田中晃司

技術開発本部

技術開発本部

技術研究所

ICT 技術グループ

所属

技術研究所

ICT 技術グループ所属

 京電力エナジーパートナー株式会社
東販売本部 法人営業部 所属