電気学会

2.6 消費者はどのような協力ができるか

11

今後の電力システムの姿を変革させる大きな要因として，消費者（需要家）の積極的な参画に焦点を当てる。需要家選択

電力会社（系統運用者）は、時々刻々と変わる電力需要に肢の拡大（電力の小売自由化）、再生可能エネルギー電源の普合わせて、できるだけ経済的に発電機を運用し、電力を安定

及や需要家のプロシューマ―化（自家発や蓄電池の保有）は、的に供給している。太陽光発電(PV)など出力が変動し、系統相互に結び付いており，現在の電力系統の技術的制約および運用者が自由に出力を調整できない電源の割合が増えてくる

制度的制約をブレークスル―するため，規制当局および電気と、これまでの需要量に供給量を一致させるより、需要家が事業者は，IT を活用したスマートグリッド化を進めている。

供給側と協力して、電気を使うタイミングをずらすなど、電家庭用需要家の電力消費は小規模であるが、アグリゲーター

気の使い方を工夫し、石油火力など費用の高い電気をできる（電力需要の集約）を通じて、電力取引に参加することも可限り使わずに電力支出を抑える手法、つまり、デマンドレス

能になる。

ポンス（Demand Response, DR）が有効である。

需要家設置の蓄電池や電気自動車など需要側資源（需要家2011 年東日本大震災以降の電力供給不足に対し，需要側のリソース）の活用を有機的に統合することが変動電源大量連

節電やデマンドレスポンスなどの取組みが拡大している。こ系時の一つの解決策と考えられる。
PV など出力変動の大きなうした中，2000 年頃からの電力自由化と電力危機を契機とし電源（変動電源）の大量導入は，既存の電力系統の需給バラて，導入が進められてきた米国のデマンドレスポンスが，わ

ンスに大きな影響を及ぼすことが懸念され，変動電源導入がが国においても注目され，一部のプログラムが導入されてい先行する欧州やアンシラリーサービスの電力市場化を拡大さる。

せている米国では，系統運用に不可欠な予備力や周波数調整

これまで主に供給不足に対応するため，下げ DR（ネガワッ
ト，図 2.6.1）の普及が主な論点であったが，太陽光発電などなどアンシラリーサービス（系統運用サービス）の供給源として需要側資源の活用が始まりつつある。

気象に依存する変動電源が大量に連系してきたため，その余需要家に設置された PV の発電出力や需要家の電力使用量

剰電力を有効活用し，出力抑制を回避できる上げ DR や周波を制御するためには，十分に高速な情報処理と通信の技術が数調整にも使う上げ下げ DR も重要である。

求められ，通信インフラや通信方式の適切な選択とコストの2016 年 4 月から電力小売の全面自由化がスタートし，消費検討が必要である。また，電力需要家の設備を情報通信によ者も従前に増して，電力価格や供給者選択などを通して電力って制御できる仕組みが導入されると，需要家および電力供部門への関心が増している。スマートメータの設置が進み、給の安全のため，サイバーセキュリティ対策も極めて重要と自らの電力の使い方も確認できるようになりつつある。

なる。

他の節でも議論されている太陽光発電(PV)や風力発電等の我が国では，ネガワット取引の実証事業，経済性評価を踏

再生可能エネルギー電源導入拡大，電力市場の活用に加えて，

まえて，2017 年度から仮想発電所や予備電源として、需要側
資源の本格的な活用が始まったところである。

図 2.6.1

デマンドレスポンスの種類（出典：経済産業省「ディマンドリスポンス（ネガワット取引）ハ
ンドブック」，2016 年 12 月）

電気学会

•

3.6 電力システム運用における需要側資源の活用

43

DR 市場化に必要な制度・政策

本稿で，主な調査結果と検討中の DR ポテンシャルを紹介する。

3.6.1 はじめに
今後の電力システムの姿を変革させる大きな要因は，太陽光発電(PV)や風力発電等の再生可能エネルギー電源導入拡大(1)

3.6.2 需要側資源の活用
米国では，アグリゲータ等の新たなプレイヤーやさまざま(2)，規制改革・電力市場の活用 ，そして需要家の積極的な参なスマートグリッド技術を活用しながら，電力貯蔵やデマン

画(active participation)(3)である。これらの要因は相互に結び付

ドレスポンスなどの分散型エネルギー資源を電力市場に組みいており，現在の電力系統の技術的制約および制度的制約を込み，系統運用に役立てる制度が展開されるであろう。NERC

ブレークスル―するため，規制当局および電気事業者は，既（北米信頼度協議会）によると，現在，給電指令可能なデマ

存系統のスマートグリッド化を進めている。出力変動の大き

ンドレスポンスの容量（全米）は 46GW に達するが，2022 年

な電源（変動電源）の大量導入は，既存の電力系統の需給バに 59GW まで増加していくことが期待されている。特にランスに大きな影響を及ぼすことが懸念され，変動電源導入

NPCC,MISO,PJM の各地域ではピーク負荷の 8%以上を占め，が先行する欧州やアンシラリーサービスの電力市場化を拡大

本格的に需要側資源が活用されている。

させている米国では，予備力や周波数調整などアンシラリー

北東部の主要な ISO/RTO は，2006 年頃から，従来の発電機

サービス（系統運用維持サービス）の供給源として需要側資に加え，需要側資源が経済的であれば，アンシラリーサービ

源(demand-side resources)の活用が始まりつつある。さらに，ス供給に参加させる試みを始め，現在では，北東部に加え，米国においては，変動電源の出力予測誤差に対応するため，

テキサス州やカリフォルニア州でも実プログラムが導入されISO/RTO（独立系統運用者/地域送電機構）によるシステム柔ている（表 3.6.1，FR，RC は後述）
。これらをアンシラリーサ

軟性(system flexibility)確保のための新しいサービスの設計・

ービス型デマンドレスポンスと称する。北米で風力発電など開発が進みつつある。

出力予測誤差のある変動電源の割合が増えると，従前以上に給電指令に対する応答性の優れた蓄電池の導入や負荷追従

予備力や周波数調整能力を確保する必要が出てくる。カリフ性の高い電源の導入など系統側の対策とならんで，需要家設

ォルニア州では，ISO ではなく，電力会社やアグリゲータが置の蓄電池や電気自動車など需要側資源（あるいは分散型エ実施している（表中，△で表記）。系統運用者から需要家ない

ネルギー資源とも称す）の活用を有機的に統合することが変しは，DR アグリゲータへの通告時間が短く，電力系統の信頼動電源大量連系時の一つの解決策と考えられる。

度を維持するために，自動的かつ迅速に（概ね 10 分未満で）「安全・安心社会の電気エネルギーセキュリティ特別調査
専門委員会」は，再生可能エネルギー大量導入に向けた技術

応答する必要がある場合，高速デマンドレスポンス(Fast DR)とも称される。

課題とデマンドレスポンス(DR)と需要側対策を調査項目に最も先駆的に需要側資源を参加させている PJM では，同期あげており，再生可能エネルギー大量導入に伴う電力需給バ

予備力（10 分瞬動予備力）に参加している資源の容量は，ランス問題への対策としての需要側対策に焦点を当てた「再320MW（122 サイト）に達する。また，実時間応答を必要と生可能エネルギー大量導入に向けたデマンドレスポンスと需するレギュレーションサービスに参加している需要側資源の

要側対策技術作業部会」(デマンドレスポンス WG 主査は筆能力は 10MW（29 サイト）である。2014 年冬季の荒天時に，者)を 2013 年に設置し，2015 年 9 月まで活動した。主に DR

停電が起きそうな状況で，PJM が必要な予備力を確保するたやエネルギーマネジメントシステムのシステム分析，制御技

めに，数百万 kW の負荷削減が達成され，正に安全・安心社

術，通信技術等に関わる専門家（電力中央研究所，東京都市会のための電力供給に寄与している。

大学，東京農工大学，早稲田大学，日本電気，NTT コミュニ

もう一つの特徴は，系統運用者の DR 活用提案と実施によケーションズ，アズビル，サイバーディフェンス研究所，他）

り，規制当局 FERC が指令（例：FERC Order No. 745）を出で委員を構成し，欧米の DR アグリゲータからの聞き取り調

し，提案された DR プログラムが制度化されていくというフ

査や関連設備の見学を行った。

ィードバックループができていることである。我が国もイン

米国では予備力供給などに Fast DR（高速デマンドレスポンス）実装が進みつつある。日本，米国，欧州における卸電力市場・小売市場の現状を整理した上で，各国における DR，需要側資源を電力システムに統合する取り組みを重点的に調査した。DR に関連して下記の観点で詳細な調査を行った。
•

需要家自身が応答する DR•

自動 DR（Slow DR，Fast DR）•

DR 実施に必要な機器・技術•

関連する標準化（国内，国際）•

サイバーセキュリティ

表 3.6.1

米国電力市場におけるデマンドレスポンス

ISO/RTO
需要規模 [MW]DR 使 リアルタイム市場
用の 一日前市場
有無 アンシラリーサービ
ス市場
容量市場
再生可能エネルギーの電源容量比率
新たな予備力

PJM
CAISO
MISO
ERCOT
(北東部) (加州) (中西部) (テキサス州)
163,848 46,847
98,52668,305
○
△
○
○
○
△
○
○
○

△

○

○

○

×

×

×

5％
-

18％
FR

14％
RC

15％
-

電気学会

44

センティブ型 DR 実証事業に見られるように，数年遅れでこ負荷設備の電力使用量等の大量のデータを，系統運用者へほのトラックに乗り始めたところである。

ぼリアルタイムに共有できるシステムを低コストで効率的にまた，欧州においてもフランスやベルギーなどで DR ア

構築する必要がある。また，太陽光や風力等の発電量の余剰

グリゲータが事業を行っている。例えば，2013 年 4 月に季節に備え，効率的な遠隔出力制御の方式を確立し，パワーコン

外れの寒波がフランスを襲った時，急激な需要増と原子力発

ディショナ等の関連機器にも機能を装備する必要がある。

電所定期点検に伴う供給力不足に対して，系統運用者 RTE(ｂ) 相互接続性の確保

個々の設備の電力使用量や発は，産業用 DR を発動して，最大 505MW の負荷削減を実施

電量を把握するには，各設備の監視情報を収集する必要があした経験をもつ。事業者によると，必要な需要調整量を確保るため，データの送受信が容易にできるように，通信プロトしておくのに最も重要なことは，負荷の中身を熟知し，最適

コルやデータ形式を標準化しておくことが望ましい。3.6.4 節

な需要ポートフォリオを形成することである。

で実際の取り組み状況を述べる。
(ｃ) 通信切断時の独立運転の仕組み

3.6.3 情報通信およびサイバーセキュリティに関する技術
検討課題

インターネットを使用して通信する場合は，電話や専用線に比べて通信品質が低く，通信がつながらなくなることも想定する必要がある。

需要家に設置された PV の発電出力や需要家の電力使用量

大規模災害時には，通信ケーブルや無線基地局等の破損あるを制御するためには，十分に高速な情報処理と通信の技術がいは停電により，通信が途絶することもある。通信途絶時に求められ，通信インフラや通信方式の適切な選択とコストのも，各機器が安定的に振る舞い，可能な限り電力品質を維持検討が必要である。また，電力需要家の設備を情報通信によできるように設計しておく必要がある。

って制御できる仕組みが導入されると，サイバーセキュリテ(ｄ) 制御システムセキュリティ対策

制御用機器の設

ィ対策も極めて重要となる。米国において産業制御システム

定情報やソフトウェアが不正に書き換えられると，異常なデのためのサイバーセキュリティ事案の対応を行っている ICS-

ータの送受信や通信妨害が起こる可能性があり，電力品質の(4)

CERT のレポート によると，2014 年度の 1 年間に ICS-CERT

低下やシステム全体の機能不全の恐れもある。このようなリに連絡があった事案のうち，エネルギー分野の件数が 32%を

スクを減らすためには，接続する通信機器やシステムにセキ占めている。エネルギー分野には，石油・ガス・電気事業なュリティ対策を施す必要があり，一定以上の水準のセキュリどが含まれる。スマートグリッドではサイバーセキュリティ

ティレベルを保証する方法や，改ざんやなりすましを防ぐ認(5)

分野の標準化が進められており ，デマンドレスポンスも対証・暗号方式の採用，改ざんを検知し機器をシステムから切象に含まれている。

り離す仕組み等の検討が求められる。

デマンドレスポンスの普及に向けた情報通信およびサイバ(２) サーバシステム

制御の対象となる設備のバックーセキュリティにおける技術検討課題を，システムを構成すグラウンドで動作するサーバシステムにおいては，次のようる設備ごとに分類した（表 3.6.2）。制御の対象となる設備，そな課題が考えられる。

のバックグラウンドで動作するサーバシステム，両者をつな(ａ) 発電量・使用量・デマンドレスポンス効果の正確な予ぐ情報通信ネットワーク，またデマンドレスポンスを実施す

測る新電力事業者・アグリゲータ事業者の 4 つの視点から課題

用量，デマンドレスポンスや出力制御の効果等を正確に予測を整理した。

する必要があるが，太陽光や風力の発電量は，設備数や日射・(１) 制御対象設備

電力需給制御を安全確実に行うためには，発電量や使デマンドレスポンスによって制御

風況により変動するため，正確な予測は困難である。そのたの対象となる設備においては，次のような課題が考えられる。

め，今後は，ビッグデータ解析や機械学習等の技術を活用し(ａ) 発電設備や負荷設備の稼働状況を系統運用者がリアて，発電量を高精度に予測できるノウハウを蓄積していく必

ルタイムに把握する仕組み

多数の発電設備の発電量や，

表 3.6.2
分類

制御対象設備

サーバシステム

情報通信ネットワーク
新電力事業者・
アグリゲータ事業者

要がある。

情報通信およびサイバーセキュリティに関する技術検討課題
必要となる対策・技術（１）発電／負荷設備の稼働状況を系統運用者がリアルタイムに把握する仕組み（２）相互接続性の確保（通信プロトコル・データ形式の標準化など）（３）通信切断時の独立運転の仕組み（４）制御システムセキュリティ対策（機器認証，改ざん防止など）（１）発電量・使用量・デマンドレスポンス効果の正確な予測（２）データ量の変動に応じたコンピュータリソースの自動最適化（３）データの漏えい・改ざん防止対策（匿名化，断片化など）（４）情報システムセキュリティ対策（情報の暗号化，侵入防止・検知など）（１）大量データの圧縮・間引き技術（２）通信回線のデリバリ・契約管理・ユーザ認証方法（３）災害復旧時などに急増するトラフィックや回線輻輳時の対応（４）サイバー攻撃対策（インシデント自動検知，回線自動切断など）（１）各社システムの相互接続性の確保（通信プロトコル，データ形式の標準化など）（２）情報システムセキュリティ対策（機器認証，情報の暗号化など）

電気学会

(ｂ)

データ量の変動に応じた計算機資源の自動最適化

デマンドレスポンスの発動頻度は，気象条件や時間帯によっ45

供する事業者の通信機器では，通信プロトコルやデータ形式を標準化しておくことが望ましい。
(ｂ) 情報システムセキュリティ対策て異なるため，データ通信量や情報処理量も大きく変動する。

相互接続する事

データ量が最大の時に必要となるシステムを常に確保してお業者のどこか１カ所でも脆弱性があれば，サイバー攻撃者がくにはコストがかかるため，クラウドコンピューティング等

侵入して電力系統全体がダメージを受ける可能性がある。一の技術を活用し，必要な資源をリアルタイムに割り当てるよ

定以上の水準のサイバーセキュリティを保てるよう基準を設うな仕組みが考えられる。

けるなどの方策が求められる。

(ｃ) データの漏えい・改ざん防止対策

デマンドレス
3.6.4 自動デマンドレスポンスシステムとインセンティブ

ポンスシステムで扱う情報には，系統設備に関する情報や各需要家の契約情報，電力利用情報，個人情報，インセンティ

型デマンドレスポンス実証試験

ブ支払情報など，機密情報や，改ざんされると社会全体に損

デマンドレスポンスを広範にかつ効率的に実施するために害を与える情報が含まれる。データの匿名化・暗号化・断片

は，電気事業者とアグリゲータや需要家の情報連携の自動化化等の方法で，万一データが流出しても被害を最小化できるとそのための通信規約やインタフェースの標準化が重要であことが望ましい。

る。経済産業省スマートハウス・ビル標準・事業促進検討会
デマンドレスポに設置された DR-TF において，米国の自動デマンドレスポン

ンスの安定運用を担うサーバシステムでは，システムダウン(ｄ) 情報システムセキュリティ対策

スの標準通信規格である Open ADR をベースにした国内標準を防ぐよう冗長構成をとる必要がある。また，情報の暗号化，プロトコルが検討された。2014 年に日本版 ADR 手法が提案

不正アクセス防止，インシデントの検知と迅速な対処等のセされ，電力システム改革小委員会で議論された DR とネガワ

キュリティ対策が必要である。

ット取引を実施するための技術実証（早大―4 地域実証，横(３) 情報通信ネットワーク

制御対象設備とそれを支えるサーバシステムとをつなぐ情報通信ネットワークにおい(6)。
DR の活用領域を従前の夏季ピークカットだけでなく，アては，次のような課題が考えられる。
(ａ) 大量データの圧縮・間引き技術

浜市，豊田市，けいはんな，北九州市）が行われた（図 3.6.1）

センサデータ等

ンシラリーサービスや経済代替活用まで拡大することを念頭をすべてサーバに送信すると，データの通信量や蓄積量も膨に，平成 25 年 12 月～平成 27 年 3 月の期間で経済産業省資大となりコストが増大するため，データの間引きや圧縮とい

源エネルギー庁実証事業として，DR 事業者（アグリゲータ）

った情報処理機能を各機器に持たせ，値が大きく変化した時と東京電力がインセンティブ型 DR 実証を実施した。DR 発

やサーバシステムからリクエストがあった時だけデータを送

動から実負荷抑制までの時間や削減量の有効性等を検証し，る等，通信量を抑制する等の工夫が求められる。

DR の価値を評価した。当該実証を通じて，今後の DR 市場の(ｂ)

通信回線のデリバリ・契約管理・ユーザ認証方法

膨大な数の通信回線や通信機器の工事，契約者管理，認証，課金請求等の業務を効率化し，契約者の転居や装置の廃棄等にも簡単に対応できるようなサービスが望まれる。
(ｃ) 災害復旧時などに急増するトラフィックや回線輻輳
時の対応

災害等で通信ネットワークが一時的に途絶した姿を示すことで，海外事業者も含めた DR 事業者の支援，ビジネス環境整備の促進を目的としている。
国内外 6 社の DR アグリゲータ合計のアグリゲート需要家
数は 500 件以上，調整容量は約 110MW にて実施し，全事業者で「通告～調整まで」が 1 時間未満のインバランス領域での DR 発動も実施した。

後の復旧時にすべての機器から一斉にデータが送信される

負荷調整方法としては，自動遮断・制御等による特定負荷と，通信ネットワークやサーバシステムに大きな負荷がかかの制御や自家発電の制御による調整，ならびに蓄電・蓄熱等るため，データ通信量を平準化する機能が求められる。また，
回線輻輳時でも重要な通信はできるよう，優先データ伝送の仕組みも考えられる。
(ｄ) サイバー攻撃対策

膨大な数の情報通信機器のサ

イバーセキュリティを制御対象設備の所有者が常時監視することは，実際には非常に難しい。例えば通信事業者等が，セキュリティインシデントの発生を検知し，感染した端末機器
をシステムから切り離すといったセキュリティ対策の実施が考えられる。
(４) 新電力事業者・アグリゲータ事業者

デマンドレ

スポンスを実施する新電力事業者・アグリゲータ事業者においては，次のような課題が考えられる。
(ａ) 各社システムの相互接続性の確保

効率的に低コストでデータを送受信できるよう，デマンドレスポンスを提図 3.6.1

4 地域 DR 実証の対象と信号種別(6)（出典：自動デマンドレスポンス～国際標準規格と実証試験の取り組み～，電気評論，2015 年 9 月）
取り組み～，電気評論，2015 年 9 月

電気学会

46

を活用した自動運転制御による調整を用いた。実証では，東に相当するアプリケーションである。秒～分程度の応答性が京電力の操作者が週単位で発動スケジュールを統合求められ，DR 契約の最低時間単位を考慮すると時間程度以DRAS(Demand Response Automation Server)に登録し，平成 26

上の継続性が必要であり，電力需要制御機能としては“需要

年度は合計 159 回の自動 DR 発動を実施した。

の増減”が求められる(16),(17)。本アプリへの高い適用性が期待

さらに，平成 27 年度はネガワット取引を対象とした「エネできる機器は，要求条件①～④を満足する“蓄電池”である。

ルギーマネジメントシステム構築に係る実証事業」が行われ次に適用性が高いものは，③に難がある“電気自動車”であた。本事業では，需要削減を発電と等価な資源として相対契り，①と②に難がある“HP(ヒートポンプ)給湯機”や，①②約や市場を通して取引することを想定して，ネガワット取引に加えて④の出力可変幅を大きくできない“空調機器”が続と称している。アグリゲータ 21 社が事業者として採択されく。ただし，空調機器は，産業用から家庭用まであらゆる需ており，一般電気事業者３社（東京，関西，中部）との間で要分野にあり，国全体での普及規模が大きく，調整力として

ネガワット取引の実証を行っている。本事業の目的は，資源のポテンシャルは大きい(20)。

エネルギー庁が策定した「ネガワット取引に関するガイドラ

予備力は，系統事故等の緊急時に備えて常時用意しておかイン」に定めたネガワット量を確定するためのベースライン

なければならない機能であり，瞬動/運転/待機予備力に相当の決定と測定方法等の妥当性の評価，国内のネガワットポテ

するアプリケーションである。求められる応答性としては，ンシャルの推計である。

瞬動予備力の秒から，運転予備力の十数分程度である。また，求められる継続性としては，瞬動予備力の十数分や運転予備

3.6.5 Fast-DR のための制御対象機器と制御システム

力の時間程度以上が必要である。電力需要制御機能としては(１) 需要家機器の Fast-DR 適用ポテンシャル

Fast-DR“需要の減少”が求められる(16),(17)。よって実際の DR では，では，制御対象機器の特性として，①高速な応答や②制御で機器を Off する，若しくは，蓄電池の充電停止や放電が行わきる電力量の連続性が求められ，且つ，機器の制御に対するれる。本アプリへも“蓄電池”が最も適しており，次に“電受容性として，需要家の利便性や快適性の維持を考慮した上気自動車”や“HP 給湯機”が該当する。これらに比べて“空での③制御時間の融通性や④制御できる電力量の柔軟性が求調機器”は，利便性や快適性を損なわない範囲でのみ機器をめられる。しかし機器によっては，応答性の悪い機器や，ス

off できることから，やや適用性が劣る。

イッチの On/Off しかできず②を満足するためには複数の機

このように，Fast-DR で想定される“調整力”，“予備力”と器を束ねて制御する等の工夫が必要な機器がある。また，利いったアプリケーションに対して，総合的に最も高い適用ポ用できる時間に制約がある機器や，利用できる電力量に制約

テンシャルを有する機器は“需要家側の蓄電池”であり，“電がある機器もある。一方で蓄電池のように単体で，上記要求

気自動車”も有望と考えられる。

①～④を満足する機器もある。以下では，上記①～④の要求(２) 制御システム

次に，Fast-DR を実施する制御シスについて，その重みをほぼ等しいと仮定した上で，要求条件

テムについて，最も適用ポテンシャルの高かった需要家側のの充足度をもとに，各種機器の Fast-DR 適用ポテンシャルを蓄電池を例として，調整力への適用を想定して説明する。制検討した。検討にあたっては，これまでに報告されている需御システムの類型を図 3.6.2 に示す。大きく，集中型，分散

要家機器の周波数制御等に関する研究を参考にした(7)-(15) 。

型，そして集中・分散協調型に分類することができ，その特Fast-DR のアプリケーションとして，調整力（Regulation）と

徴は，制御に必要な通信コスト，制御の信頼性，蓄電池群全予備力（Reserve）を想定し，各種機器の適用ポテンシャルを，体の制御の最適化可能性，制御可能な蓄電池の数に対するス

要求①~④を満足するか否かで整理した（表 3.6.3）。ここでは，

ケーラビリティ，システムとしての制御の応答性，などの観自家発電機，PV 等の分散電源は DR 対象外とした。

点で捉えることができる。

調整力は，電力系統における平常時の電力需給バランス変

集中型の制御システムは，中央サーバが制御対象の複数の動に対応するもので，ガバナフリーや負荷周波数制御（LFC）

蓄電池全体へ一括して制御信号を送信し，個々の蓄電池を制御するシステム形態であり(7)-(10)，横浜スマートシティプロジ

表 3.6.3

各種需要家機器の Fast-DR 適用ポテンシャル

ェクトにおける蓄電池 SCADA が代表例として挙げられる(19)。電力系統における自営網のような高信頼・高セキュアな通信を前提とすれば，制御の信頼性は高くなるが，インターネット等を利用する場合，信頼性に懸念が出る。制御対象の蓄電池群全体の制御最適化も可能であるが，サーバからの制
御の周期 T1 と蓄電池個々の制御の周期 T0 が等しいため，周期 T1 で最適化を行うためには計算コストが高くなり，制御可
能な蓄電池の“数”に関するスケーラビリティは低い。また，
通信遅延の影響を直接受けるため，制御応答性は低い。
分散型の制御システムは，中央サーバに対し，個々の蓄電池が独立して制御を実施するシステム形態である(5)(6)。蓄電電気学会

図 3.6.2

47

Fast-DR のための制御システム類型

池個々がローカルの制御アルゴリズムに基づき，自端で計測の系統運用への積極的な関与が進みつつある。国内外で，幅する周波数等の情報や，中央サーバから送られる LFC 信号等

広い需要側資源の本格活用が始まっている。供給不足時や変の参照情報に応じて制御を実施する。通信依存性が小さいた

動電源連系時の電力系統の信頼度維持に役立つことを目指

め，通信コストを低く抑えられるが，集中型に比べて制御信し，正に電気エネルギーセキュリテイに貢献することがデマ

頼性は低く，蓄電池群全体の最適化は難しい。但し，スケー

ンドレスポンスと仮想発電所の役割である。

ラビリティは高く，制御応答性も高い。
集中・分散協調型と分類できる制御システムが最近報告さ謝辞： 本稿執筆に協力いただいた境野哲氏（ＮＴＴコミ

れている(13)(14)。中央サーバからの長周期 T2 の協調信号と，蓄ュニケーションズ株式会社），木内舞氏（株式会社サイバーデ

電池個々が自端で計測する周波数や LFC 信号等の参照情報ィフェンス研究所），吉永淳氏（早稲田大学），工藤耕治氏（日を用いて，短周期 T0 で制御を実施する形態である。蓄電池群

本電気），太田豊氏（東京都市大学），池上貴志氏（東京農工

全体の制御最適化が可能であり，制御の応答性も高く維持す大学）の各 WG 委員に感謝します。

ることができる。最適化情報を，例えば十数分程度以上の長周期の協調信号として配信すればよいため，最適化処理に必
要な計算時間を確保でき，制御可能な蓄電池の“数”に関す

参考文献

るスケーラビリティも高い。協調信号の配信で通信エラーがあっても再送できる時間的余裕があるためインターネットの利用も可能であり，通信コストの低減も期待できる。各蓄電池の制御状態の把握も可能であり，高い制御信頼性が期待できる。
なお，予備力・調整力についてみると， 平成 29 年度調整
力電源の中で稀頻度リスク対応電源 I’として，デマンドレス
ポンス資源が 95.8 万 kW を落札した。さらに 29 年度需要家
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(VPP)構築実証事業においては，電源Ⅰ-b 相当の調整力供給の実証実験が計画されている。電力系統に分散して存在するエネルギーのリソース（ディマンドリスポンス制御機器，電気自動車等）をアグリゲート（統合制御）し，あたかも一つの仮想発電所のように機能させるリソースアグリゲーターの活用が提案されている。
3.6.6 おわりに変動電源導入拡大と電力市場の高度化が進む中，系統運用者から需要家へのデマンドレスポンス信号による需要側資源(１) 浅野浩志，特集解説「出力変動電源の系統連系技術」，電学論 B，132
巻，4 号，2012 年 4 月，pp.297-300(２) 浅野浩志，電力規制改革の国際動向と今後の展望，電気学会誌，135
巻，6 号，pp.364-365, 2015 年 6 月(３) 浅野浩志，デマンドレスポンスによる需給安定化，電気学会誌，Vol.132,
No.10, 2012 年 10 月，pp.688-691(４) National Cybersecurity and Communication Integration Center, Departmentof Homeland Security:“ICS-CERT Year in Review 2014”(2014) https://icscert.uscert.gov/sites/default/files/documents/Year_in_Review_FY2014_Final.pdf(５) 嶋田丈裕：「スマートグリッドのサイバーセキュリティ標準化動向」電
気学会論文誌 C，Vol. 133 No.3，pp.558-561，2013 年 3 月(６) 林泰弘，自動デマンドレスポンス ～国際標準規格と実証試験の取り組み～，電気評論，2015 年 9 月(７) 入江寛, 横山明彦, 多田 泰之: 大容量風力発電導入時における需要家
ヒートポンプ給湯器と蓄電池の協調による系統周波数制御, 電学論 B,
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