TE通信インターフェイス標準概欄―その3

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前回、前々回に引き続き、今年7月に米国パシフィック・ノースウェアスト国立研究所（PNNL）が公開した報告書「Transactive Energy Communication Interface Standards Landscape（TE通信インターフェイス標準概欄）」のご紹介です。

今回は、TE通信インターフェイス標準概欄の５章以降をご紹介します。

では、はじめます。

 

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5.0 TES関連の取り組みをサポートする組織

以下の組織はTESに関連する取り組みをサポートしています。組織の性質と標準化に影響を与える可能性のあるその活動を紹介します。

 

5.1 OpenADR Alliance

OpenADR仕様は、Lawrence Berkeley National Laboratory（LBNL）が開始したカリフォルニアのデマンドレスポンスプロジェクトに起源を持っています。OpenADR Allianceは、OpenADR技術仕様を進め、OpenADR実装の開発とテストをサポートするために関心を持つステークホルダーを一堂に集めるために2010年に設立されました。この連合は、OpenADR標準のアップデートを進め、適合性、認証、およびテストプログラムの開発を行い、OpenADRの製品とサービスのエコシステムの推進を行っています。OpenADR 2.0b (Open ADR Alliance, 2023) および進行中の3.0標準 (OpenADR Alliance, June 2023) は、この組織からの成果物です。カリフォルニアを中心とした公共事業とソリューションプロバイダーとの関係が強く続いている一方、この組織は世界中の多くの地域での実装と拡大する関心を持つ国際組織です。例として、OpenADR AllianceはヨーロッパのUSEF Foundationと協力しています。

 

5.2 SunSpec Alliance

SunSpec Alliance™は、元々、太陽光発電インバータの設置と統合を進めることに焦点を当てていましたが、OpenADR Allianceと同様に、カリフォルニアに強い存在感を持っていました。この組織は、分散発電に留まらず、蓄電システムやデマンドレスポンスを含むDERの成長を加速するためにそのミッションを拡大しました。その標準化の取り組みには、Modbus™通信制御、IEEE 1547 (IEEE, 2023a)、Orange Button™情報モデル交換 (SunSpec Alliance, 2022)、およびIEEE 2030.5への実装プロファイルと標準のアップデートへの参加が含まれています。2030.5に関しては、公開鍵インフラストラクチャ認証プログラムを使用して2030.5を使用したカリフォルニアのRule 21統合のための共通のスマートインバータープロファイル、および2030.5のサイバーセキュアな展開をサポートするための公開鍵インフラストラクチャ認証プログラム、および車両からグリッドへの相互作用のための比較的新しい実装プロファイル (CPUC, 2021) で良好な成功を収めています。

2030.5の実装プロファイルは、相互運用性の展開を促進するのに役立っています。この組織は、GMLC 1.2.2相互運用プロジェクトの積極的な参加者であり、IEEE 2030.5相互運用性指導委員会の作業によって開始され、IEEE-SAおよびSunSpecが相互運用性をさらに進めるために行うべき行動を特定したものでした。SunSpecのリーダーシップは、装置の所有者のプライバシーと運用上の責任を尊重するサービス指向の、デバイスに依存しないアプローチ、たとえばTEに関心を示しています。

 

5.3 SEPA

SEPAは、分散太陽発電統合コンソーシアムとして始まりました。2017年に、NISTが設立したSGIPがSEPAと合併し、SEPAの取り組みの一部として電力会社の炭素削減に焦点を当てるようになりました。これには、あらゆるタイプのDERの統合も含まれています。SGIP-SEPA合併は、システム運用にDERを統合するための通信相互運用性を進める新しい会員活動を開始しました。これには、スマートグリッド標準のカタログの維持（IEEE 2030.5およびOpenADRを含む）および会員ワーキンググループの活動が含まれています。次のワーキンググループは、TEの標準化および相互運用性に関連しています。

 

5.3.1 エネルギーサービスインターフェイスタスクフォース（ESI-TF）

ESI-TFは、SEPAアーキテクチャワーキンググループの下のタスクフォースです。ESIは、任意のタイプのDER、またはDERの集合（例えば、DERのミックスを持つ施設など）と対話するためのインターフェイスを表し、パフォーマンス関連の合意を使用し、インターフェイスからDER施設の詳細を隠蔽します。このコンセプトは、取引メカニズムをサポートすることと完全に一致しています。

 

5.3.2 SEPAトランザクティブエネルギーワーキンググループ（TE-WG）

SEPA TE-WGは、トランザクティブユースケースのシナリオのセットを開発し、TESの一般モデルを採用しました（3.1参照）。ワーキンググループには、ビジネスおよび規制活動ならびにTE実装のベストプラクティスをキャプチャするためのTEフィールドガイドタスクフォースが含まれています。一般的なTEモデルは、SEPA Grid Architecture Working Groupによって使用されています。このグループの多くの人々もESI-TFにいます。すべての参加者は、システム運用にDERを統合するための標準に関心を持っています。

 

5.4 IEEE

電気工学の専門家協会であるIEEEは、TEと標準化を進めることに関心を持つグループを招集しています。

 

5.4.1 IEEE-SA SC21

IEEE Standard Association (SA) SC21は、IEEEメンバーによってサポートされている正式な標準開発団体で、燃料電池、太陽光発電、分散型発電、エネルギー貯蔵に関する標準化を手掛けています。また、IEEE 2030ガイド「2030-2011 – IEEE Guide for Smart Grid Interoperability of Energy Technology and Information Technology Operation with the Electric Power System (EPS), End-Use Applications, and Loads」の下で一連の標準を調整しています。Zigbeeによって最初に作成されたSmart Energy Profile（SEP）は、IEEE標準2030.5（セクション4.5）に進化しました。2030.5標準のワーキンググループは、標準の更新版をリリースしています。

 

5.4.2 IEEE電力およびエネルギー協会（Power and Energy Society）のスマートビル・ハウス委員会（SBLC）

IEEE 電力およびエネルギー協会のスマートビル・ハウス委員会（SBLC）は、電力インフラストラクチャとのTESの相互運用性のガイドであるIEEE-SA P825を後援しています (IEEE SA, 2023c)。IEEE SBLCアーキテクチャサブコミッティは、DERとシステム運用の建築的統合に焦点を当てています。システム運用とのDER運用のインターフェイスおよび調整の性質は、グループの主要なトピックです。

 

5.5 Linux Foundation Energy

Linux® Foundationは、さまざまなアプリケーションのためのオープンソースソフトウェアとプラットフォームを推進しています。Linux® Foundation Energyは、エネルギーの脱炭化をサポートするオープンソース技術に焦点を当てたイニシアチブで、多数の技術プロジェクトと技術プラットフォームの統括組織です。エネルギーマーケットメソッド（EMM）は、そのようなプラットフォームの1つで、その目的は、「需要の柔軟性をリソースとして有効にするための標準のオープンソースメソッドを提供し、エネルギープログラムおよび分散エネルギーリソース（DER）市場をサポートする」ことです (The Linux Foundation, 2020) (CalTRACK, 2019)。それは、エネルギー関連の運用を調整するためのスマートデバイスに組み込まれるようになるLinuxの上に機能を提供します。調整メカニズムはまだ明確ではありませんが、この取り組みはTEにとってチャンスとなる可能性があります。

 

5.6 IEC技術委員会57

IEC技術委員会57は、電力システム業界の国際標準を推進しています。標準は主にユーティリティ空間に向けられてきました。欧州連合は、適切であれば国別の標準よりもIEC標準を使用するよう指令しています。情報モデリング標準と機器インターフェイス標準は、アメリカおよび世界中でのDER統合のために参照・採用されています。

OpenADR標準、IEC 62746-10-1は、この技術委員会と関連しています。

 

5.7 Flexiblepower Alliance Network（FAN）

FANはヨーロッパでの柔軟性の統合（flexibility integration）を推進し、EFI（4.2参照）を開発し、機器のエネルギー柔軟性の表現を標準化するのに役立てています。TEは、FANが開催したカンファレンス「FLEXCON　2020」での関心のトピックでしたが、DER調整のための市場ベースの交換標準は、これまでのところ彼らの標準化の取り組みの一部ではありませんでした。

このグループは、公式に認識された標準開発組織ではありません。FANとUniversal Smart Energy Framework (USEF) Foundationとの間の協力は、補完的な取り組みとして注目されています。

 

5.8 Universal Smart Energy Framework（USEF）Foundation

USEF Foundationは、エネルギーの柔軟性交換のための市場設計をサポートしており、電力システムに柔軟性を統合するためのフレームワークを定義し、卸売および小売環境を含む全体の価値連鎖を考慮して、電気のエンドユーザーまたはプロシューマと対話するさまざまなアグリゲーターモデルを定義しています(de Heer, et al., 2021)。

このグループは、公式に認識された標準開発組織ではありません。USEF FoundationとFANとの間の協力は、補完的な取り組みとして注目されており、USEFは取引プロトコルを提供し、FANは、特に建物内で、それらがTESでのパフォーマンスを行うために調整されるようにデバイスを分類および統合します。USEFはまた、OpenADR Allianceと協力しています。

 

6.0 結果と議論

付録Aは、4章で述べられたTE関連の標準に関する大まかな見解を示しています。このカテゴリ評価は、特定された標準に存在するギャップと課題を特定するために使用されました。以下のサブセクションは、標準の景観の状態に関する観察を強調しています。

 

6.1 種々のTE関連標準におけるギャップ

TE関連のインターフェイス標準を、サポート資料や組織とともに検討すると、複数の技術プロバイダーのコンポーネントを持つシステムを容易に統合し相互運用するためには、多くのギャップがあることがわかります。

• SEPAでのTECM（TE概念モデル）は、TESを記述するための高レベルの概念と関係をカバーしていますが、テスト可能なインターフェイス標準に必要なセマンティックモデリングの形式を欠いています。TECM作業をIEEE 2030.5、OpenADR、またはOASIS CTSのような選択された標準化プロセスに持ち込むことで、意味論的な意味とデータ構造を明確にすることができき、異なる標準間の調和を図る機会になります。セマンティクスは、OpenADRやIEEE 2030.5などの既存の標準を拡張し、TE実装を明示的にサポートする際にも役立つ。
• 現状、TEインターフェイス仕様はGWACスタック相互運用性レベルと取引ライフサイクルエリアにわたって完全にはカバーされていません。ビジネスの相互運用性には、エンドツーエンドの一貫性が最低限必要ですが、現在、TE関連の標準規格では十分にサポートされていません。完全にカバーするには、複数の標準規格と、相互運用性テストに実装の特異性をもたらす実装プロファイルの使用が必要になると思われます。グローバルなビジネス目標がシステムによって評価され、達成されるためには、ある程度のエンドツーエンドの相互運用性が必要です。ビジネスの相互運用性を確保するには、システムのフィードバックや市場の品質（例えば、時間間隔の粒度）を知らせる測定やサポートする測定システムの存在が含まれるなければなりません。ビジネスの相互運用性には、TEプログラムに参入するための登録と資格の詳細を表現するためのサポートが必要で、大量展開の容易性は、技術標準にとどまらず、製品およびプログラムの試験と認証をサポートする実装プロファイルを包みます。
• TE標準のテストおよび認証プロセスは未熟です。DER調整市場は未熟で、取引のアプローチのパフォーマンスに対する信頼が欠如しているため、現状では比較的小さな、専門的なプロジェクトしかありません。TESの展開においてTE標準のテスト・認証プロセスを機能させるには、ビジネスコミュニティのエコシステムを必要とします。SunSpec Allianceは、この分野でのエコシステムが進歩している例で、5およびModbus実装プロファイルやテストが行われていますが、IEEE 2030.5ベースのTE実装プロファイルには適用されていません。
• TESの電力系統アプリケーションへのカバレッジが不完全で、導入経験も不足しています。エネルギー供給者、DERコーディネータ、および顧客との間のインターフェイスでカバレッジが不完全な多くの例が存在します。 これは、制御可能および制御不能なリソースの増加の浸透のため自然です。通常、送電領域の卸売電力市場が優先されます。卸売市場の透明性、ダイナミクス、または制限の欠如は、他のドメインでのTEの慣行を制限する可能性があります。

 

6.2 種々のTE関連標準における政策障壁

標準ベースのTESを設計および展開する市場は、ビジネスおよび規制政策の課題に直面しています。

• 規制委員会の問題：DER調整のためのルールと市場ベースのインセンティブを提供する政策と、TESのエネルギーサービス会社および技術ソリューションプロバイダーの競争環境を保護する間のバランスを見つけるのに苦労しています。規制上の障壁には、以下の問題が含まれます。①現状、市場に参加できる主体や機器が限定されていますが、DERや参加者にとらわれないアプローチを採用する必要があります　②現状、直接制御とデマンドレスポンスアプローチが優先されています　③現状、価格シグナルによるDERがうまく利用されていません　④電気の時間価値の透明性を妨げる電力料金設定が行われています。
• 規制機関間の問題：規制機関間の協力が弱く、管轄区域が細分化された電力規制は、多くのアプローチの実験を可能にしますが、テクノロジー・ソリューションの拡張と進化に必要なハーモナイゼーションを妨げます。そして、こうしたビジネス上の相互運用性の障壁が生じます。①最小のアグリゲーション要件とその定義が規制機関の間で不一致　②TES参加者に対する利点の説明が不明確で複雑　③既存の価格シグナル料金に関する標準化の欠如
• 財政の問題：柔軟なリソースの調整の成長を刺激するためのビジョン、ビジネスイニシアチブを掲げていても、財政的および環境的報酬が、迅速な変革を維持するのに十分でないように見えます。これらの問題はTEの採用を制限します。　①エネルギー使用を管理できるスマートデバイスにもかかわらず、自動的に応答可能なデバイスの一般的な欠如があります。　②IoTのインターフェイスは、エネルギー使用の調整に貢献していますが、その標準化は流動的です。 特に、EFIのような取り組みがあっても、スマートデバイスのエネルギー管理プロバイダーの間で広く普及している標準が欠如しています。　③TE市場メカニズムと、TE市場を管理する可能性のあるエンティティに関するインセンティブが不確かです。
• 独自プラットフォームソリューションの問題：複数の独自プラットフォームソリューションが先行し、相互運用可能なソリューションの開発を遅らせます。　①スマートデバイスプロバイダーは、サーモスタット、照明、EV充電、および他の機器を管理するための独自のインターフェイスを使用し、他者のデバイスへのアクセスを保護します。　②DER調整ソリューションプロバイダーは、DERを集約するための柔軟性プラットフォームを提供しますが、他のプラットフォームプロバイダーと統合しません。　③1つの柔軟性プラットフォームに統合されたスマートデバイスは、別のプラットフォームプロバイダーに移動することができない可能性があります。
• 柔軟なリソースの調整のための市場の未熟さ：柔軟なリソースを調整するための市場が未成熟であったため、進化しつつある一連の実装プロファイル（5章参照）に基づく配備の推進を支援する、関連するコンソーシアムやコミュニティを持つ多くの標準やイニシアチブが生まれました。これらのグループは、標準規格に基づくサイバーセキュリティや認定製品のテスト、適合性、登録のためのサービスを提供するようになってきていますが、必ずしもTESの原則をサポートしているわけではありません。

 

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今回も長くなってきたので、ここまでとします。

 

そもそも、この報告書を取り上げた理由は、OpenADRアライアンス以外ではOpenADR3.0をどのように評価しているかを知りたかったからでした。

前回の最後に書いたように、本報告書では、TEに関与する様々な標準の中でのOpenADRの位置づけ、および、OpenADR2.0ｂとOpenADR3.0の違いを淡々と説明してくれていましたが、重要なのは、OpenADR3.0はOpenADR2.0bとの互換性はないという点です。

 

OpenADRアライアンスは、LBNLがカリフォルニア州でのDR実証でまとめたOpenADR1.0規格を、OASISのOpenADRプロファイルを意識した標準仕様OpenADR2.0に再定義しました。

※したがって、OpenADR1.0とOpenADR2.0には互換性がありません。

そして、OpenADR2.0は、OASIS標準のWS-Calendar標準なども取り込んでいます。

その後OpenADRアライアンスはOpenADR2.0bを国際標準とするべくIECの委員会に持ち込み、2014年2月には「IECがOpenADR規格を承認」というプレスリリースを出していますが、その内容を見ると、「OpenADR 2.0b プロファイル規格が公開仕様書 (PAS) IEC/PAS 62746-10-1 として承認」されたということで、通常のIEC標準となったわけではありません。

 

通常のIEC標準は、IECの標準化プロセスに基づいて策定されます。このプロセスでは、IECの各委員会が、標準化の必要性と範囲を検討し、草案を作成します。草案は、IECの各国の委員会によってレビューされ、投票によって承認されます。承認された標準は、IECのウェブサイトに公開され、世界中で適用されます。

これに対して、IEC/PAS標準は、通常のIEC標準とは異なり、投票に基づかない承認プロセスで策定されます。このプロセスでは、IECの技術委員会が、標準化の必要性と範囲を検討し、草案を作成します。草案は、IECの各国の委員会によってレビューされ、承認されます。承認された標準は、IECのウェブサイトに公開されますが、強制力はありません。

 

また、これまでのIEC標準の中にも、以下の通りOpenADRと同じくデマンドレスポンスに関連した標準があります：

•  IEC (国際電気標準会議) は、エネルギー関連の多くの標準を制定していますが、デマンドレスポンス (DR) に関連する標準として以下のようなものがあります：
•  IEC 61850 シリーズ: これは電力システムのオートメーションに関する一連の標準であり、スマートグリッドのアーキテクチャや通信に関する詳細なガイダンスを提供しています。このシリーズ内の一部の標準は、デマンドレスポンスや分散エネルギーリソース管理にも適用されることがあります。
•  IEC 62325 シリーズ: これは電力市場の情報交換のためのフレームワークを提供する標準のシリーズです。デマンドレスポンスのような市場サービスをサポートするための情報モデルや通信プロトコルに関するガイダンスが含まれています。
•  IEC 62746 シリーズ: これはシステム間の通信とエネルギー管理をサポートするための標準のシリーズで、デマンドレスポンスやエネルギー管理に関連する情報モデルやプロトコルを定義しています。IEC/PAS 62746-10-1 はこのシリーズの一部です。
•  IEC 62056 シリーズ: これは電力計測と制御のためのデータ交換を定義する標準のシリーズで、スマートメータリングやデマンドレスポンスの実装に関連する情報が含まれています。

したがって、IECの世界では新参者のOpenADRがIEC標準の世界でデマンドレスポンス標準としての地位を獲得するためには、DR関連のデータ形式で他のIEC標準との互換性が求められます。

しかし、OpenADR2.0はOASIS標準でありEI1.0のOpenADRプロファイルとともに、例えばOASISのWS-Calendarの日時形式を踏襲しており、他のIEC標準が採用している日時形式と互換性がありません。したがってIEC標準ベースのデバイスとOpenADR2.0ベースのデバイスの間では直接データ交換できず、データ変換を行うレイヤの導入が検討されていたようですが、今回、OpenADRアライアンスがOpenADR3.0仕様を発表したのは、OpenADRのOASIS標準からの決別が目的だったのではないかと感じています。

穿ち過ぎかもしれませんが。。。

 

なお、今回、報告書本文の要約はChatGPTで行い、内容確認の上部分的に補足・訂正しています。IEC標準プロセスの部分の説明は、Google Bardに行ってもらったものです。

終わり