技術紹介

OpenADR によるDR 発動システム■ 澁谷啓之■ 唐澤

Hiroyuki Shibuya

1

典行

■ 小澤

Noriyuki Karasawa

信行

Nobuyuki Ozawa

図1に示すように，このVTNとVENの通信モデルでは，最はじめに

2011年3月11日に発生した東日本大震災以降，我が国の電力需給状況は依然として厳しく，再生可能エネルギーの導入などの供給側の対策だけでなく，需要家側でも電力の需給調整を行う「デマンドレスポンス」（以下，DR：
Demand Response）が近年注目を浴びている。

初に自身がVENとしてVTNより受信した情報を，更に下位のVENに対して送る際は自身がVTNとなる。このようにVTNやV ENの機能を持つサーバのことをDR A S（Dema ndResponse Automation Server）とも呼ぶ。
電力会社

アグリゲータ

需要家DRとは，時間帯別料金などにより電力価格を変化させて電力使用を抑制したり，削減した電力量に応じてインセンティブを支払うことで，電力需要ピーク時や需給逼迫時において，需要家側で需給調整を行うものである。
従来のDRにおいては，需給逼迫が予測される前日等に電話や電子メールを利用し人手で需要家に抑制の連絡を行っていた。その人手によるやり取りを自動化し，相互接続性を確保するためのOpenADR(Open Automated DemandResponse)という規格が米国で策定された。日本においても，スマートハウス・ビル標準・事業促進検討会の策定
した「デマンドレスポンス・インタフェース仕様書」 では(1)

OpenADRに基づいて仕様が定められるなど，今後普及が期待されている。
現在日本では，OpenADRを活用したDRについては実証試験段階であるが，東光高岳ではこの実証試験段階から参画し，OpenADR関連技術の研究・開発及びビジネスモデルの創出に取り組んでおり，本 稿ではOpenADR技術とそれら東光高岳での取組みについて紹介する。

2
2.1

OpenADR とはOpenADR概要

図1

電力会社と需要家との間に入り，需要家を束ね節電容量を集めるアグリゲータと呼ばれる事業者を介して需要家へDR発動を行う場合を例にこのモデルを見る。図1に示す
ように，まず電力会社（VTN）からアグリゲータ（VEN）へDR情報が送信され，その後アグリゲータがVTNとなり需要家（VEN）へと伝えられる。このようにVTNとVENとの1対1の通信モデルで階層構造も表現できる。
2.3

OpenADRでのDR実施フロー

OpenADRでやりとりされるメッセージでは，DR抑制
量・時間だけでなく，電力価格やメーター情報など様々な情報がサポートされているが，その全てが必要な訳ではなく，ユースケースによって使い分ける。図2にアグリゲータを介したDR発動のスキームを示す。
電力会社

OpenADRはDRの自動化・標準化を目的に米国のOpenADR

OpenADRでは電力会社と需要家との間の通信モデル・（EMSなど）との間をXML形式のメッセージ交換を行うことによりDR要請・応答を行う。OpenADRでは特にこのサーバをVTN(Virtual Top Node)と呼び，クライアントをVEN(Virtual End Node)として通信モデル化されている。

30

東 光高岳 技報 Vol.2 2015

②要請③⑤実績 の報告

VTN(サーバ)・VEN(クライアント)通信

OpenADRでは電力会社のサーバと需要家のクライアント

需要家

発動予告

OpenADR にて規定される通信通信プロトコルを規定している。
2.2

アグリゲータ①

Allianceにより策定された規格で，現在OpenADR2.0bというバージョンが 最 新 の 仕 様として公 開されている。

VTN-VEN間通信

実行

④実績 の
収集

⑥インセンティブの支払い

OpenADR
スコープ外⑦インセンティブの支払い

図2

アグリゲータDRシーケンス

図2において，まず電力会社よりアグリゲータに対しOpenADRによるDR発動システム

技 術紹介

DR発動の予告が送信される（①）。この際に送られるの検証を行い，同年11月には，一般社団法人新エネルギー

はDR開始日時，DR継続時間，抑制容量，逼迫レベルな導入促 進 協 議会 が 公 募した平成2 5 年度 次 世代エネルどである。次にアグリゲータが抑制容量に応じて需要家ギー・社会システム実証事業費補助金に東京電力株式会を選択し，DR要請を行う（②）。需要家にてEMSシステ社，株式会社グローバルエンジニアリングと共同申請した

ムなどと連 携していれば自動で，そうでない場 合手動で「実効性の観点から見た短時間かつフレキシブルなDRシDRを実施する（③）。実施したDRによる抑制容量をアグステム構築と分析・評価」の事業が採択され (2)，平成26年

リゲータが収集し（④），電力会社に報告を行う（⑤）。こ度も継続事業として採択された(3)。

こまでがOpenADRにて規定される通信の流れになる。

本実証事業では，OpenADRを用いて実際に電力会社

一 般に需要家がDRを実 施すると対価として契 約に応じからアグリゲータに対してDRを発動し，アグリゲータからて，電力会社からアグリゲータへ（⑥），アグリゲータから需要家に対してDR要請を行い，需要家のDR実績に応じ需要家へのインセンティブが支払われる（⑦）。ただし，イてインセンティブを支払うという一連の流れを実フィールド

ンセンティブの支払いについてはOpenADRが規定するとにて実施し，その効果の分析・評価を行った。

ころではない。

3.2

システム構成以上がOpen A DRを活用したDR発動の一例である。

電 力会 社 からD R が 発 動されると，電 力会 社の電 力DRの実施において個々の需要家では，必ずしもいつでもDR A SからアグリゲータDR A SへとDR情 報が送信されDRが実施できるわけではないため，DRを発動する際にる。受信したDR情報は需要家管理を行うサーバ（図3のその時々の状況に応じて最適な需要家を選択する必要がコンテンツサーバ）へと送信される。コンテンツサーバにある。それを電力会社の代わりに行うのがアグリゲータでて需要家の選択を行い，選択した需要家に対してDR要請あり，現在DRにおいて注目されているビジネスモデルであが行われる。需要家にはSTiNC(東光高岳のインテリジェる。この他にもCPP（Critical Peak Pricing） や直接ントネットワークコントローラ)を設置し，使用した電力量負荷制御 注2)などの様々なDR関連サービスがOpenADRを計測し，計測したデータをデータ収集用のサーバ（図3では実現可能である。のパーソナルサーバ）へと送る。このデータの計測・収集

注１)

33.1

は１分値単位で行うことで，需要家の節電行動の応答性

東光高岳の取組みの詳細な評 価に役立てた。パーソナルサーバで収集したデータはコンテンツサーバに送られ，収集したデータを元

次世代エネルギー・社会システム実証事業

O p e n A D Rに関 連する東光高 岳の取 組みとしては，2013年度に技術検証としてOpenADRサーバの相互接続

図3に需要家へ支払うインセンティブの算出を行った。
このようにOpenADRの機能，需要家管理の機能，デーシステム構成図

東 光高岳 技報 Vol.2 201531

技 術紹介OpenADRによるDR発動システム

タ収集の機能と，それぞれ 機能別にサーバを分けた。こは朝（8:00〜11:00），昼（13:00〜16:00），夕（17:00〜

れにより，需要家管理システムは持っているアグリゲータ20:00）の3パターンとした。DRの実施を需要家に要請すに対してOpenADR機能とデータ収集機能を提供するなる事前予告をDR実施時間の前日，1時間前，30分前，10ど柔軟なサービス提供を行うことを可能とした。

分前の4パターンにて実施した。

開発したパーソナルサーバでは，各需要家のリアルタイム

3.5

DR実施結果の１分値データの検索及びグラフ表示機能，通信状況の監DR実施結果の一例として，2014年11月28日に発動さ視，新規需要家の登録などアグリゲータ向けの管理機能なれたDR（時間帯:夕，事前予告:1時間前）において，アグどを実装した見える化システムを搭載し，アグリゲータ業務

リゲータDRASで受信したOpenADRによるDR発動予告の効率化や，需要家データの分析などに役立てた。の内容を表１に示す。

DR実施に協力いただいた需要家での節電方法は，自表1

家発電機の起動，空調・照明制御，蓄電池の放電，蓄熱情報
日付
開始時間
継続時間
緊 急 レベル

設備の制御，生産設備の制御などである。アグリゲータから需要家へのDR要請はコンテンツサーバよりメール経由で行われ，メールを受け取った需要家は指定時間に上記の方法で節電行動を実施する。また，コンテンツサーバからSTiNCにDR情報を送信し，DR開始時刻にSTiNCから需要家設備に制御指令を出すことで，一部の需要家設備においては自動制御を行った。
3.3

ベースライン

需要家の行った節電努力により得られた削減効果を定量的に評価するために，DR実施時間帯に節電をしなければ，本来使用したであろう電力量の予測値(ベースラインと呼ぶ)と実際に使用した電力量との差 分値の算出を行っ発動予告内容値

時間

表１で送られた情報は図2で示した①DR発動予告において送られる情報である。表1中の緊急レベルは低い方から0,1,2,3の4段階あり，1は中程度の緊急度を想定している。
図2で示した①DR発動予告をアグリゲータが受信した日時を表２に示す。それに基づき需要家がDR情報を受信した日時(図2の②DR要請)，及び自動 制御の需要家のSTiNCにてDR信号を受信した日時を同様に表２中に示す。
表２

アグリゲータ及び需要家へのDR情報通知日時
情報通知
アグリゲータ
信号 受信日時需 要 家 通 知 日 時 （メール）
信号受信日時た。図4にベースラインとDR実施日の電力量との関係の例を示す。

日時

アグリゲータはDR実施時間の1時間前にDR情報を受信し，受信したDR情報は1分後にはメールにて需要家に通 知されている。同 様に自動 制 御の場 合も１分 後にはSTiNCにDR情報が届いている。この結果よりOpenADRを用いてDR発動を行うことで電力会社から需要家まで速やかにDR情報の伝達を行うことができていると言える。
図4

ベースラインの例

次に，需要家にて実施したDRの実施結果を図5に示す。

図4の例では，13:00〜16:00にDRを実施し，ベースラインに対して赤色の棒グラフ分の電力量を削減できたことを示している。
削減量を算出するのに用いるベースラインの計算方法は種々あり，DR実施日の至近の営業日何日間かの平均使用量をベースラインとする方法や，至近Y日間の内，電力使 用 量 の 高 か った X 日分 の 平 均 をベースラインとする「High X of Y」などが用いられている。今回の実証では至近の営業日5日間の平均値をベースラインとした。
3.4

DR発動パターン

図5

電力使用量の実績とベースライン（2014/11/28）

2013年度には，全12の需要家に協力いただき計3回の図5の棒グラフはDR実施日の各需要家の電力使用量をDR発動を行い，2014年度には全13の需要家に協力いた

積算した値を示し，折れ線グラフはそのときのベースライだき，計23回のDR発動を行った。DRを実施する時間帯ン示す。図5より，DR実施時間の17:00〜20:00の間にお32

東 光高岳 技報 Vol.2 2015

OpenADRによるDR発動システム

いてベースラインと比べ電力使用量が削減できたことが分かる。

技 術紹介

図7より，自動制御を行った場合は開始時間の約2分後には十分な削減効果が得られているのが分かる。STiNC

以上より，OpenADRによるDR発動システムによりDRから制御命令が出され，実際に設備の制御によって節電を発動し，需要家にてDRを実施し削減効果が得られるこ効果が現れるまでに約2分かかっているが，DR実施担当とを実フィールドにて確認できた。

者がメールに気づかずとも時間になれば 確実にDRが実3.6施できる。よって，10分前発動のようなFastDRには自動自動制御の効果発動したDRの中で特に10分前に需要家に要請を行う制御が有効であると言える。

場合には，需要家において事前に十分な準備が行えないため，対応が遅れる，あるいは実 施できなかったというケースが見られた。図6に10分前発動でDRを行った場合のDR開始時刻から節電効果が得られるまでの立ち上がりの例を示す。

4

おわりにOpenADR技術とそれを活用した東光高岳での取組みとして実 証事 業について紹介した。実 証事 業を通して，OpenADRでのDR発動システムの検証，自動制御の有効性の検 証などを行った。今 後も更に検 証を重ね ，実 証フィールドから実際のビジネス展開へとつなげていく所存である。
■参考文献（1）スマートハウス・ビル標準・事業促進検討会「デマンドレスポンス・インタフェース仕様書 第1.1α版」(2014.05.28)（2）平成25年度 次世代エネルギー・社会システム実証

図610分前発動での立ち上がりの例（手動制御）

図6では，13:00からのDRを10分前に通知した場合の事業費補助金(次世代エネルギー・社会システム実証事業)（第三次公募）の採択結果について（2013.11.22）
http://www.nepc.or.jp/topics/2013/1122.html

例で，需要家は通知を受けてから手動で節電行動を実施（3）平成26年度 次世代エネルギー・社会システム実証する。13:0 0からの開始に対して実際に節電行動が見ら

事業費補助金(次世代エネルギー・社会システム実証事れ始めたのが13:24からで，十分な節電効果が得られるま業)の採択審査結果について（2014.6.27）

では27分もの時間がかかっている。

http://www.nepc.or.jp/topics/2014/0627̲1.html

10分前発動の場合，発動の通知のメールに気づくのが遅れるだけでも上記の例のように対応が遅れてしまう。事前に設備側での準備が必要な場合には，更に節電効果が得られるまでに時間がかかる。そのため，10分前発動などのDR通知からDR開始時間までのスパンが短いDR（Fast■語句説明注1）CPP（Critical Peak Pricing）:緊急ピーク時に特に高い電気料金を課す方式
注2）直接負荷制御：電力会社が直接需要家の機器を制御する方式

DR）において，手動制御でDRを行うのは難しいと言える。
次に同様に10分前発動の場合に，自動制御を行った例
を図7に示す。

澁谷啓之

技術開発本部
技術研究所 ICT技術グループ
通信技術の研究開発に従事

唐澤典行

小澤信行

所属

技術開発本部
技術研究所 ICT技術グループ 所属
自動検針システムなどのソフトウェア開発に従事

エネルギーソリューション事業本部
ソリューション製造部 開発グループ 所属
エネルギーマネジメントシステムの開発に従事

図710分前発動での立ち上がりの例（自動制御）

東 光高岳 技報 Vol.2 201533