電力網と定置用蓄電池システムの安全・安定稼働を実現する Moxa のソリューション

Hunter Weng
2024/08/21

Moxa の実績
Moxa Europe
Moxa China

Moxa Korea
Moxa JapanTokyo

Moxa Americas

Moxa India

Moxa Headquarters
Moxa Asia & Taiwan
Taipei

自社工場

Moxa Brazil

Taoyuan,TaiwanHeadQuater
Taipei,Taiwan

36年+1800+1億台+120+80+

産業用
ネットワーク経験

ワールドワイド
従業員数

デバイス
接続実績

ワールドワイド
代理店数

ワールドワイド
販売国数2

Confidential

データセンターにおける蓄電池システムの役割
蓄電池システム（BESS）は、ディーゼル発電機や無停電電源装置（UPS）のような従来の電源システムに対して、持続可能で効率的な代替手段を提供する。

電力を電網や再生可能エネルギーから蓄え、継続可能な、またはレジリエンスの要件に満たしているエネルギーバッファーとして動く。

3Confidentialデーターセンターに蓄電池システムを導入する利点
追加のバックアップ電力と電網からのより大きな独立性を提供する

ディーゼル発電機への依存を減らし、ESGの目標を実現する

EMSシステムで需要料金を管理し、使用時電力料金を活用してエネルギーコストを最小限に抑える

余剰発電を蓄え、ピーク需要時に使用することで、再生可能エネルギーの利用を向上させる

4Confidential議題
01

蓄電池システムの構成

02

蓄電池を導入する時の課題及び対策

03

蓄電池システム作動時間ついての課題及び対策

04

セキュリティについての課題及び対策

05

まとめ

蓄電池システムの構成

エネルギー貯蔵の主要要素
1

2

3

BESS

PCS

EMS

蓄電池システム

パワコンシステム

エネルギー管理システム

BESS

バッテリーコンテナ

PCS

7

Confidential

EMS

蓄電池システムの仕組み••••

I/OまたはシリアルBMSがEMSにバッテリー関連データを提供し、バッテリーの状態を監視及び制御する• 温度監視• 容量監視• ライフサイクル測定• 充電や放電の制御• バランス調整

CANまたはイーサネット

パワーコントローラー
SOC（充電状態）制御で配電を最適化
遠隔監視とKPI管理
ローカルおよびクラウドベースのデータログとデータ管理

BMS
EMS (PMS)CANまたはイーサネット

PCS

イーサネットまたはシリアル

補助システム補助システムがEMSに環境関連データを提供し、コンテナの動作を監視する• 環境制御（温度、湿度、煙検知）• 消防システム（FES)• アクセス（入退室管理システム）• 無停電電源装置（UPS)
空調システム8 • Confidential

PCSはEMSコマンドによるバッテリーの充放電管理• PCSコントローラーは、CANインターフェースを介してBMSと通信し、バッテリーの状態を取得する• 安全運転のため充放電のバランス調整• バッテリー状態のリアルタイムデータを取得する• バッテリー(DC)からグリッド(AC)またはAC負荷に電力を供給する• グリッド（AC）から蓄電池（DC）に充電管理

蓄電池システム
それぞれの設備から毎秒6,000件以上のデータを送信されておりすべてのデータをMoxa製品で収集可能
Modbus
RTU/TCP

温度モニター

煙探知機

イーサネットRS232/485

空調CAN

消火器

バッテリーラック

BMS

補助システムEMSネットワーク通信

バッテリー管理システム

熱管理、冷却システム、空調、コンテナ環境モニタリング

電力調整及びログ収集

ネットワーク接続

IPC
Armベースのコンピューター

9

Confidential

シリアルデバイスサーバー

イーサネット
リモートI/O

環境制御用NPort 5000

ioLogik

IPC
x86、Armベースのコンピュータ

イーサネット
スイッチ

セキュア
ルーター

EDSファミリー
冗長性

サイバー・セキュリティ要件に対応したEDR
シリーズ

蓄電池システムを導入する時の課題及び対策

設備の耐久性を重視すると、メンテナンスコストは削減できるシステムの故障は、重要なデータの損失につながる可能性がある

蓄電池システムは通常に長期使用の目標を目指し、耐久性が非常に重要となる
システムメンテナンスは、データセンター全体的の運営にインパクトする

電流、電圧、温度のクリティカルデータ

11

Confidential

設置する時

信頼性

設置する時信頼性

厳格な信頼性テスト基準をクリアした設備を採用することは、メンテナンスコストを削減する最適な方法
Moxa製品は、過酷な環境向けの様々な産業規格をクリアしています✓ IEC 60068-2国際規格に基づく振動、衝撃、落下テスト済み✓ IEC 61850-3準拠の変電所レベル要件に合わせたEMC保護✓ IP67の防塵・防水設計✓ 換気のない環境でも-40～85℃の動作温度範囲✓ 耐腐食性コンフォーマルコーティングで保護された回路基板✓ 平均故障間隔(MTBF)が業界製品2倍の高い信頼性

12Confidential設定する時MXconfigで複数台ネットワーク機器を一括設定
デバイス自動発見
サポートされている全てのMoxa
デバイスのネットワークの簡単なブロードキャスト検索

複数機器を同時に設定
大量のネットワーク設定（IPアドレス、ゲートウェイ、DNSなど）の展開により、セットアップ時間を短縮

13

Confidential

簡易性

蓄電池システム作動時間ついての課題及び対策

蓄電池システム作動時間の解析
電力会社

蓄電池システム
EMS

1Controller

EMS Server

LV-MV Board

BMS & PCS

BMS

PCS

BMS

PCS

2

LV IEDHV IED

3BMS

15

Confidential

PCS

Meter

蓄電池システム作動時間の解析
蓄電池システム

電力会社
EMS

1
Controller

EMS ServerLV-MV Board

BMS & PCS

BMS

PCS

BMS

PCS

2100ms
LV IEDHV IED

150ms

Meter

3PCS

BMS

グリッドからMMS
命令出す

MMS – Modbus
プロトコル転換

EMS
システム計算EMS – PCS
コマンド転送< 100 ms

< 150 ms
250 ms16

Confidential

BMS
反応時間

電圧変換
グリッドに電力供給

電力計で電力供給の確認

ネットワーク

可用性

ネットワークの冗長化技術 – Turbo Ring/Turbo Chain
蓄電池システム

電力会社
EMS

1Controller

EMS Server

LV-MV Board

BMS & PCS

SwitchBMS

PCS

2

ネットワークの冗長化技術

復旧速度

RSTP

1〜50 sTurbo Ring
Turbo Chain

50 ms

PRP or HSR

0 ms

SwitchBMS

PCS

SwitchBMS

PCS

Switch17

Confidential

LV IEDHV IED3Meter

ネットワーク

ネットワークの冗長化技術 – PRP/HSR
蓄電池システム

電力会社
EMS

1Controller

EMS Server

SwitchBMS & PCS

LV-MV Board

SwitchSwitchBMS

PCS

2RedboxSwitchBMS

ModbusConverter

PCS

SwitchLV IEDHV IED

3BMS

18

Confidential

PCS
SwitchMeter

可用性セキュリティについての課題及び対策

大規模蓄電池システムのセキュリティーリスク
悪意ある
内部管理者

ネットワークや設備へ管理外のアクセス

BMS

不注意な
内部管理者

ネットワーク境界が分別されていない

コントロールセンター
EMS / PPC

Battery Container

PCS

悪意ある
外部侵入者
LV/HV

PLC機器に対するパッチ管理が困難
不安全な
OTネットワーク通信
20

Confidential

変電所

ネットワーク

可用性

BESSネットワーク分離

ネットワークセグメンテーションの展開••

BESS、PCSなどの重要なコントローラー間の不正な接続を防止する
攻撃を受けたデバイスを封じ込め、孤立させてシステム全体の故障を防ぐ• Firewall• IPS/IDSEDR-G9010
セキュア・ルーター

21

Confidential• VLAN• ACL
EDS-G4000
イーサネット・スイッチ

悪意ある内部管理者
コントロールゾーン

ネットワークゾーン

不注意な内部管理者

作業ゾーン

悪意ある外部侵入者

ネットワーク

ネットワークや設備への管理外アクセスの発生

全てのアクセスを管理する
通信デバイスへのアクセスを管理する• アカウントとパスワードで管理• ACLリストで管理• 暗号化されたリモート通信（SNMP v3、HTTPS、SSHなど）

重要なコントローラーへのアクセスを管理する• 利用されていないポートを停止する• 集中認証で管理する• MACアドレスを限定する

ラックマウント
イーサネットスイッチ

ディン・レール
イーサネットスイッチ

22

Confidential

プロトコル・ デバイス
ゲイトウェイ サーバー

MXview Security View

Moxa Security
強化ガイド

可用性

ネットワーク可用性

不安全なOTネットワーク通信

OTプロトコル保護の有効化•

さまざまなOTプロトコルのパケット検知機能により、デバイスの動作が予想通り動いていることを保証する

EDR-G9010 セキュア・ルーター••••

Advanced DPI：パケット検知機能で安全なOTプロトコル通信を提供する
IPS/IDS：ネットワーク攻撃を防止および検出する
Firewall：未知のパッケージ/ハッカーが重要なBESSコントローラーにアプローチするのを防止する
NAT：リアルIPアドレスを隠す

23

Confidential

Modbus TCP

Modbus UDP

GOOSE

ネットワーク

可用性

パッチ管理が困難

ダウンタイムなしでサイバー脅威を減らすための仮想パッチ•

BESSのコンピュータで頻繁なパッチ適用によるシステムのシャットダウンと再起動によって、SCADAまたはPLCが操作を中断する可能性があります•

IPS/IDS機能は、影響を受ける装置の既知および未知の脆弱性を保護する「仮想パッチ」を提供します• Firewall• IPS/IDS• Virtual patch

EDR-G9010
セキュア・ルーター

24

Confidential

MXsecurity
管理ソフトウェアネットワーク

数千の通信デバイスを同時に、リモートで管理

可用性

運用と保守（O&M）の容易化
1. トポロジービューはネットワークとデバイス間の接続を可視化し、ネットワークとデバイスを簡単に監視できる
トポロジービュー

トラフィックビュー

2. トラフィックビューは異常な状態を簡単に発見でき、迅速な対応を可能にする
3. ファイバーチェック機能は異常をユーザーに警告するための閾値を設定できる
4. セキュリティビューは定義されたデバイスプロファイルのセキュリティ状態を表示し、安全なネットワーク環境を強化する

SFPファイバーチェック

セキュリティビュー
25

Confidential

25

Moxaは100カ国以上で製品の長期供給性を保証する

導入した後長期供給性

イーサネット
温度モニター

Modbus
RTU/TCPRS232/485

CAN
バッテリーラック

生産用部材やサプライヤーの確保
26

Confidential

煙探知機

空調 Fire消火器

後継機種の継続開発

ドライバやOSの長期メンテナンス

まとめ太陽光発電と定置用蓄電池システムの統合監視ソリューション
クラウドベースの太陽光発電及び蓄電池システムの管理センター•••

AIG シリーズ
IIoT ゲートウェイ

EDR-G9010
セキュア・ルーター

リアルタイムの遠隔監視及び遠隔管理を実現する
通信の切れがないネットワークの冗長化技術で現場のデータを収集して解析する
IEC-62443-4-2の認証を取得したセキュアルーター及び監視ツールでシステム全体のセキュリティを強化する
EDS-G4000
イーサネット・スイッチ

ioLogik シリーズ
イーサネットポート付き
リモートI/O機器

Turbo Ring

再生可能エネルギー
発電量監視システム
BESS
定置用蓄電池システム

電力網の消費電力監視システム
PCS
パワーコンディショナ

EMS（エネルギーマネジメントシステム）

28

Confidential

Daisy Chain

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