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台頭する新世代のスマートグリッドと新国際標準 2014

 

出版社 出版年月電子媒体価格冊子体+電子媒体価格ページ数
インプレス総合研究所
2014年1月¥85,000 (税別)¥95,000 (税別)312

サマリー

高まる低炭素社会の実現や地球の温暖化防止に向けた国際世論を背景に、「電力システム」と「ICT」(情報通信技術)を連係させ、電力を効率的に活用して節電・省エネを実現するスマートグリッドは、国際的な広がりをもって急速に普及し始め、このようなスマートグリッドの実現に向けて、世界の各国で国家的なプロジェクトの推進や多額な国家予算が組まれている。ここでの最も重要な技術的なテーマは、スマートグリッドを構成する機器やシステム間での相互運用性である。

これらの実現ために、国際的な標準化機関等でさまざまな取り組みが行われているが、本書では主に、(1)NISTのリリース3.0ドラフト版の登場、(2)SGIP(スマートグリッド相互接続性パネル)がSGIP 2.0へ移行し強化、(3)スマートグリッドに必要な標準規格一覧(CoS)の充実、(4)デマンドレスポンス向けのOpenADRプロトコルの登場(IECのTC57とPC118で標準化を開始)、(5)東京電力が国際標準IEC 62056「DLMS/COSEM」の通信プロファイルを採用、(6)IEEE-SA(IEEE規格協会)における「スマートグリッドビジョンプロジェクト」の設立・活発な活動、(7)高速版規格「G.hn」/低速版規格「G.nbplc」を大幅に改訂、(8)IETFでIoT/M2Mへの流れを加速するIETF標準(6LoWPAN規格等)が次々に完成、などにフォーカスして解説している。

本書は、本格的なビジネスフェーズを迎えたスマートグリッド周辺の標準化動向を整理してまとめたものであり、新ビジネスに参入している企業の方々には必読の一冊である。

2012年に発売された『スマートグリッドの国際標準と最新動向2012』の改訂版。



目次

第1章 スマートグリッドの発展を支える日米欧の政策動向
=活発化する各国のプロジェクト=
1.1 スマートグリッドの発展を後押しする政策
 1.1.1 東日本大震災とスマートグリッドへの社会的な注目の高まり
 1.1.2 スマートグリッドの導入を後押しする政府の政策
1.2 米国におけるスマートグリッド関連政策概要
 1.2.1 産油国に対する原油依存の度合いを低下
 1.2.2 米国における電力の20%を再生可能エネルギーへ
 1.2.3 DOE(エネルギー省)の2つの取り組み
 1.2.4 改めて相互接続性の重要性を強調
1.3 欧州におけるスマートグリッド関連政策概要
 1.3.1 欧州におけるスマートグリッド導入の背景
 1.3.2 欧州では219のスマートグリッド関連のプロジェクトを展開
 1.3.3 重要な「DIRECTIVE 2009/72/EC」という指令
 1.3.4 欧州におけるスマートグリッド導入の障害となっている要因
1.4 日本におけるスマートグリッド関連政策概要
 1.4.1 スマートメーター導入計画を前倒し
 1.4.2 日本のスマートグリッドに関係の翌年度の予算要求
 
第2章 NISTリリース3.0、SGIP 2.0とスマートグリッドの最新標準化動向
=重要さを増すCoSの役割と相互接続性の課題=
2.1 NISTとSGIP、そしてSGIP 2.0へ
 2.1.1 中心的な役割を果たしたNIST
 2.1.2 SGIPは「SGIP 2.0」に移行
 2.1.3 NISTの「リリース3.0ドラフト版」のプロフィール
2.2 米国における標準化活動の全体像と各組織の取り組み概要
 2.2.1 米国におけるスマートグリッド標準策定環境
 2.2.2 NISTを中心にしたスマートグリッド関連の標準化組織
2.3 NISTにおけるスマートグリッド標準化の取り組み概要
 2.3.1 これまでのNISTによるスマートグリッド関連の活動経緯
2.4 NISTリリース3.0の概要
2.5 SGIP 2.0の概要と活動内容
 2.5.1 SGIP 2.0の体制
2.6 SGIP 2.0における標準規格策定プロセス
 2.6.1 CoS(Catalog of Standards)
2.7 具体的な標準規格策定の取り組み
 2.7.1 現在のCoS一覧
 2.7.2 NISTが特定した標準規格等
 2.7.3 PAPの取り組み
 
第3章 デマンドレスポンス標準プロトコルとOpenADR
=実用化フェーズを迎え国際展開へ=
3.1 OpenADRの誕生とその発展の経緯
3.2 OpenADRとは:デマンドレスポンスの通信基盤
3.3 OpenADRの通信に関する定義とその特徴
 3.3.1 OpenADRの通信に関する定義
 3.3.2 OpenADRを利用する利点と特徴
 3.3.3 OpenADRアライアンス:OpenADRの開発の中核機関
3.4 OpenADRの守備範囲
 3.4.1 OpenADR 2.0が提供可能なサービス:VTN/VEN
 3.4.2 OpenADR 2.0と3つのプロファイル
 3.4.3 デマンドレスポンスにおけるSlow DR とFast DR
3.5 OpenADRにおけるメッセージの交換とその役割
3.6 OpenADRにおけるデータの授受
3.7 OpenADR 2.0aフィーチャーセット
 3.7.1 サポートするイベント
  〔1〕OpenADR 2.0a:EiEventサービスのみ規定
  〔2〕OpenADR 2.0aにおけるイベントの授受
 3.7.2 oadrEvent
 3.7.3 データモデル
 3.7.4 UMLモデル
3.8 OpenADR 2.0におけるトランスポート機構
 3.8.1 HTTPを利用したPush/Pullの通信
 3.8.2 サービスエンドポイントURI
 3.8.3 HTTPメソッド
 3.8.4 通信失敗の条件
 3.8.5 HTTPヘッダとコンテンツエンコード
 3.8.6 コンテンツレングス
 3.8.7 トランスポート機構におけるセキュリティ
 3.8.8 コンテンツタイプ
 3.8.9 その他
3.9 OpenADR 2.0におけるセキュリティの考え方
 3.9.1 TLSと暗号化手法
3.10 OpenADRにおけるシステム登録の手法
3.11 OpenADR 2.0bとOpenADR 2.0aの比較
 3.11.1 OpenADR 2.0aとOpenADR 2.0bの違い
 3.11.2 OpenADR 2.0bにおけるEiEvent Pullの拡張
 3.11.3 SignalNameの拡張
 3.11.4 OpenADRアライアンスレポートプロファイル
  〔1〕OpenADR 2.0bのレポートに関するプロファイル
  〔2〕レポートの開始
 3.11.5 In-band(インバンド)登録
 3.11.6 EiOptサービスの定義
 3.11.7 アプリケーションエラーコード
 3.11.8 サービスエンドポイントURI
3.12 最近のOpenADRに関するトピック
 3.12.1 OpenADRに関するトピック
 3.12.2 いよいよ本格化する日本におけるADR連携実証
 
第4章 構築が開始された東京電力のスマートグリッドの全貌とIEC標準「DLMS/COSEM」プロトコルの展開
4.1 日本における需要家の構造とメーター機能の対応状況
 4.1.1 日本の電力需要家の現状
 4.1.2 電力各社のスマートメーター等の調達方法
 4.1.3 電力各社のスマートメーター導入状況(概要)
 4.1.4 電力各社のスマートメーター(低圧)導入スケジュール
 4.1.5 東京電力:国内外からのオープンな調達・導入を推進
  〔1〕東京電力のスマートグリッドのイメージ
4.2 東京電力における従来型(機械式)計器とスマートメーターの違い
 4.2.1 すでに東電「独自仕様」に決まっていたスマートメーター
 4.2.2 10年間で3.3兆円を超える合理化案を策定へ
4.3 スマートメーター制度検討会の経緯を踏まえた高度な機能の標準装備
 4.3.1 スマートメーターと家庭内のHEMS間の連携
 4.3.2 スマートメーターの計量部と通信部の一体型も
 4.3.3 新しい料金メニュー・サービスの開発
4.4 スマートメーターの導入に関する東京電力の検討の経緯
 4.4.1 3つの分野でRFC(意見募集)およびRFP(提案依頼)を実施
 4.4.2 仕様の見直しにあたって、3つの視座を設定
4.5 スマートメーターシステムに関するパートナー事業者の選定
4.6 スマートメーターの3つの通信方式
 4.6.1 東京電力は屋外通信(Aルート)に3つの通信方式を採用
 4.6.2 経済産業省のBルート(屋内ルート)の通信方式の審議
 4.6.3 Bルートにおける通信方式のプロトコル構成
4.7 東京電力のスマートメーター導入計画:入札説明会の開催
4.8 東京電力のスマートメーターの情報ルートと全体像
 4.8.1 情報ルート:Aルート、Bルート、Cルートの役割
 4.8.2 東京電力のスマートメーター機能の全体像
4.9 スマートメーターを活用した新たなサービス
 4.9.1 「新成長タスクフォース」の設立
 4.9.2 CEMSを核にしたスマートシティの構築
 4.9.3 YSCPにおけるDR(デマンドレスポンス)の発動イメージ
4.10 スマートメーター通信システムにIECの標準規格を採用
4.11 スマートメーターシステム仕様の見直しにあたっての考え方
 4.11.1 IEC(国際標準規格)の採用
  〔1〕国際標準のインタフェース
  〔2〕IPの実装
  〔3〕国際標準のデータフォーマット
4.12 IECにおけるスマートグリッドを標準化する具体的組織
 4.12.1 戦略グループの「SG3:Strategic Group 3」でスマートグリッドの標準化を推進
4.13 100以上を超えるIECにおけるスマートグリッド標準
 4.13.1 COSEM:“The Blue book”に対応
 4.13.2 DLSM/COSEM:“The Green book”に対応
 4.13.3 共通情報モデル(CIM):IEC 61968に対応
4.14 DLMS/COSEMに4冊のThe“Coloured books”の役割
4.15 IEC 62056「DLMS/COSEM」の通信プロファイルの構成
 4.15.1 ローカル網、アクセス網、広域通信網と各プロファイルの対応
 4.15.2 DLMS/COSEMは共通の標準言語
 4.15.3 COSEMデータとデータセキュリティの発展
4.16 DLMC/COSEM環境における標準プロトコルと構成
 4.16.1 クライアント-サーバ方式の通信形態を採用
 4.16.2 DLMS/COSEMの通信プロファイル
 4.16.3 DLMS/COSEMのクライアントとサーバのセッション
 4.16.4 DLMS/COSEMベースのクライアントモデルの構成
4.17 今後の展開:スマートグリッドは東京電力の救世主となるか?
 
第5章 新ビジョン(SGVP)のもとに活性化するIEEE標準の全体像
=スマートグリッド標準を次々に策定=
5.1 スマートグリッド標準化に取り組むIEEEの活動
 5.1.1 SGIPのスマートグリッド関連標準一覧(CoS:Catalog of Standards)
 5.1.2 IEEEの標準化策定プロセス
5.2 IEEE-SAが提示したIEEEビジョンプロジェクトの設立と目的
 5.2.1 IEEEの『ビジョンプロジェクト』設立の経緯とその目的
 5.2.2 IEEE SGVP(スマートグリッドビジョンプロジェクト)の目的
  〔1〕First-2-Market:早期の市場投入
  〔2〕産学連携
 5.2.3 IEEE SGVP(スマートグリッドビジョンプロジェクト)の全体像
 5.2.4 まとめ:30年後を予想するビジョンプロジェクトへの期待
5.3 IEEEにおけるスマートグリッドへの体制と標準
 5.3.1 学術団体と標準化団体の両面を備えるIEEE
 5.3.2 IEEE-SAとソサイエティによる標準化体制
5.4 学術団体としてのスマートグリッドの取り組み
 5.4.1 IEEE電力・エネルギーソサイエティの取り組み
 5.4.2 IEEE通信ソサイエティの取り組み
 5.4.3 IEEE産業エレクトロニクスソサイエティの取り組み
 5.4.4 IEEEが発行するスマートグリッド関連雑誌
  〔1〕IEEE Transactions on Smart Gridの発行
  〔2〕その他のスマートグリッドに関連する雑誌
5.5 標準化団体としてのスマートグリッドの取り組み
5.6 IEEEの重要な5分野のスマートグッド関連標準
5.7 【IEEE標準①】IEEE 2030:スマートグリッドの相互運用に関する標準化動向
  〔1〕IEEE 2030-2011標準
  〔2〕IEEE 2030シリーズとしての標準化
 5.7.1 電力システムからの観点:PS-IAP
 5.7.2 通信からの観点:CT-IAP
 5.7.3 情報からの観点:IT-IAP
5.8 【IEEE標準②】IEEE 1547:電力系統と分散電源の相互接続に関する標準化動向
 5.8.1 IEEE 1547-2003:電力系統(EPS)と分散電源(DR)の相互接続に関する標準(Standard)
 5.8.2 IEEE 1547.1-2005:EPSとDRの相互接続における適合性試験手順に関する標準(Standard)
 5.8.3 IEEE 1547.2-2008:EPSとDRの相互接続に関する適用指針(Application Guide)
 5.8.4 IEEE 1547.3-2007:EPSとDRの相互接続における監視、情報交換および制御に関する指針(Guide)
 5.8.5 IEEE 1547.4-2011:EPSとDR Islandの設計、運用および統合に関する指針(Guide)
 5.8.6 IEEE 1547.6-2011:EPSとDRの相互接続に関する推奨事項(Recommended Practice)
 5.8.7 IEEE P1547.7:DR相互接続の影響調査に関する指針(Guide)
 5.8.8 IEEE P1547.8:IEEE 1547の拡張利用に関する推奨事項(Recommended Practice)
5.9 【IEEE標準③】IEEE 1888など:設備自動化に関する標準化動向
 5.9.1 IEEE 1888-2011:グリーンコミュニティ向け通信プロトコルに関する標準(Standard)
 5.9.2 IEEE 1888.1-2013:グリーンコミュニティにおける制御および管理に関する標準(Standard)
 5.9.3 IEEE P1888.2:グリーンコミュニティにおけるネットワーク統合と拡張に関する標準(Standard)
 5.9.4 IEEE 1888.3-2013:グリーンコミュニティにおけるセキュリティに関する標準(Standard)
 5.9.5 IEEE P1888.4:グリーンスマートホームおよび居住地域における制御ネットワークプロトコル(Standard)
 5.9.6 IEEE 1888シリーズ以外の設備自動化に関する標準
5.10 【IEEE標準④】IEEE 802、IEEE 1901など:通信ネットワークに関する標準化動向
 5.10.1 IEEE 802.3:MAC層(CSMA/CDアクセス方式)および物理層仕様
  〔1〕IEEE 802.3at:次世代PoE
  〔2〕IEEE 802.3av:次世代EPON
  〔3〕IEEE 802.3az:低消費電力イーサネット(EEE)
 5.10.2 IEEE 802.11:無線LANのMAC層および物理層仕様
  〔1〕各無線LAN規格と変調方式
  〔2〕IEEE 802.11s:メッシュネットワーク
  〔3〕IEEE 802.11ah:スマートグリッドの新規格
  〔4〕Wi-Fiアライアンス
 5.10.3 IEEE 802.15.4:無線PANのMAC層および物理層仕様
  〔1〕ZigBeeアライアンスによるZigBee規格
  〔2〕IEEE 802.15.4gによるSUN規格(スマートグリッド用物理層規格)
  〔3〕IETFでは6LoWPAN規格を標準化
 5.10.4 IEEE 802.24:スマートグリッド
 5.10.5 IEEE 1901:高速PLC
 5.10.6 IEEE 1905.1:異種混合ネットワークの統合
5.11 【IEEE標準⑤】IEEEにおけるその他の標準化動向
 5.11.1 セキュリティに関する標準
 5.11.2 電力品質に関する標準
5.12 SEP 2相互運用コンソーシアム(CSEP)を設立
5.13 IEEE-SA(IEEE標準化委員会)の動向
 5.13.1 ビジョンに基づいた技術研究開発と標準化の連携
 5.13.2 標準化団体間での連携体制の構築
  【事例1】Open Stand
  【事例2】デュアルロゴアグリーメント(Dual Logo Agreement)
 
第6章 大改訂されたITU-Tにおけるスマートグリッド標準とG.hn(高速)/G.nbplc(低速)規格
6.1 スマートグリッドの概念モデルの検討
6.2 ITU-Tにおけるスマートグリッドの標準化体制とその仕組み
 6.2.1 ITU-Tにおけるスマートグリッドの標準化体制
 6.2.2 プロジェクト名:G.nbplcとG.hnで標準化を推進
  〔1〕ITU-T/SG15のWP1の中のQ.15/Q.18で標準化
  〔2〕G.nbplc関連規格(勧告):G.9955/G.9956、およびG.990xシリーズの7つ
  〔3〕G.wnb規格(勧告):G.9959
  〔4〕G.hn関連規格(勧告):G.996xシリーズの5つ
  〔5〕Gシリーズ勧告
6.3 ITU-Tにおけるスマートグリッドに関する標準規格:G.hnとG.nbplc
 6.3.1 スマートグリッド規格:ITU-T SG15 Q.15とQ.18が策定
 6.3.2 G.hnとG.nbplc:スマートグリッド向け規格
6.4 G.hnの標準化動向①:3つの基本標準で構成
 6.4.1 G.hn規格:電力線・同軸線・電話線を対象
 6.4.2 IEEE 1901との共存が可能
 6.4.3 G.hnアーキテクチャ参照モデル
 6.4.4 G.hnのプロトコル参照モデル
 6.4.5 G.hnが規定するバンドプラン
6.5 G.hnの標準化動向②:スマートグリッド向けG.hnバンドプラン
 6.5.1 G.hnのLCPプロファイル:スマートグリッド向け簡易プロファイル
 6.5.2 最大伝送速度は20Mbps
6.6 G.hnの標準化動向③:G.hn(電力線におけるバンドプラン)に関する今後の課題
6.7 G.nbplcの標準化動向①:ナローバンドを利用した電力線通信技術の現状
 6.7.1 G.hnとG.nbplcの違い
 6.7.2 G.nbplcの周波数帯
 6.7.3 OFDM方式ベースのG.hnemやG3-PLC、およびPRIME
6.8 G.nbplcの標準化動向②:G.nbplcの標準化状況
 6.8.1 G.hnemプロジェクトをG.nbplcプロジェクトとして整理
 6.8.2 ナローバンドPLC(狭帯域PLC)標準の新しい体系
6.9 G.nbplcの標準化動向③:G.9902(G.hnem)規格の内容
 6.9.1 NISTの要求条件をすべて盛り込む
 6.9.2 G.hnemのネットワークモデル
 6.9.3 電力管理向けネットワークモデルの例
 6.9.4 G.hnemの物理層の構成
  〔1〕物理層の機能ブロックモデル
  〔2〕G.hnemの物理層の特徴
  〔3〕G.hnemのバンドプラン
 6.9.5 G.hnemおよびG.hnにおける使用周波数帯
 6.9.6 G.hnemのデータリンク層の構成
  〔1〕データリンク層の機能ブロックモデル
6.10 G.nbplcの標準化動向④:G3-PLCとPRIMEの概要
 6.10.1 G.9903(G3-PLC)の概要
  〔1〕CENELECバンドにFCCバンド、ARIBバンドを追加!
  〔2〕ECHONET Liteを実装するために推奨されるG3-PLC
  〔3〕G.nbplc向けのルーティングプロトコルを規定するG.9905
 6.10.2 G.9904(PRIME)の概要
  〔1〕IPv6/OFDMを採用した狭帯域PLC標準の新しい体系
  〔2〕G.9902(G.hnem)、G.9903(G3-PLC)、G.9904(PRIME)
6.11 G.nbplcの標準化動向⑤:G.nbplcに関する今後の課題
 6.11.1 IEEE P1901.2 WGグループでの共存の検討
 6.11.2 ITU-T方式とIEEE方式の共存を実現
6.12 ITU-Tにおけるその他のスマートグリッド関連標準化の動向
 6.12.1 「G.wnb」の標準化作業:AnnexにZ-Waveを規定
  〔1〕「G.wnb」の規定から「G.wnb-freq」の規定へ
  〔2〕G.wnb関連における新しい標準化の動き
 6.12.2 JCA SG & HN(ホームネットワーク)の展開
6.13 複数ベンダによる相互接続性の確認
 
第7章 IoT/M2Mへの流れを加速するIETF標準
=6LoWPANも完成しHAN構築のキーテクノロジー=
7.1 IETFのスマートグリッド向け最新標準化動向
 7.1.1 NISTのスマートグリッドネットワークとIETFの役割
  〔1〕NISTのスマートグリッドを構成するネットワーク
  〔2〕スマートグリッドネットワークを2つに分ける
 7.1.2 スマートグリッドとインターネットの関係
7.2 IETFの活動とスマートグリッドの取り組み
 7.2.1 IETF(インターネット技術標準化委員会)
 7.2.2 スマートグリッドに関係するIETFの活動内容
7.3 スマートグリッド基幹網とIETFの技術
 7.3.1 スマートグリッドの基幹網はインターネット技術を再利用
 7.3.2 NISTがIETFに打診したのはプロトコルセットの必要性が背景
 7.3.3 IETFが示したスマートグリッドのIP化に向けたガイドライン:RFC 6272(スマートグリッドのためのインターネットプロトコル)
7.4 IETFにおけるスマートグリッドへの具体的な活動=HANからエネルギー管理、IoTまで=
 7.4.1 IETFのHAN(ホームネットワーク)関連の標準の策定
 7.4.2 IETFにおける「エネルギー管理」標準の策定
 7.4.3 IETFが目指す「IoT」(Internet of Things)と、それを実現するスマートオブジェクトのコンセプト
  〔1〕IoTとスマートオブジェクト
  〔2〕数百億台のコンピュータから数兆台のスマートオブジェクトを接続
 7.4.4 IETFで進む「スマートオブジェクト」関連の標準化
  〔1〕「lwig」ワーキンググループ:「軽量な実装指針」標準の策定
  〔2〕「homenet」ワーキンググループ:「ホームネットワーク」標準の策定
7.5 IETF WGの活動①【6lowpanワーキンググループ】:6LoWPAN
 7.5.1 6LoWPANとそのRFC
 7.5.2 6LoWPANが想定する通信環境およびデバイス
 7.5.3 6LoWPANの2種類のデバイスと3つのトポロジー
 7.5.4 6LoWPANにおける標準化目標と現在の活動
7.6 IETF WGの活動②【rollワーキンググループ】:ROLL/RPL
 7.6.1 ROLLとそのRFC
 7.6.2 ROLLで標準化されているRPLプロトコル
7.7 IETF WGの活動③【coreワーキンググループ】:CoRE/CoAP
 7.7.1 CoREとCoAPおよびそのRFC
 7.7.2 RESTアーキテクチャ
 7.7.3 CoAPアプリケーションプロトコルの仕組みと機能
 
索引 

 

 

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