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東芝エネルギーシステムズ株式会社

製品・技術サービス

トップページ再生可能エネルギー > 製品・技術サービス > VPP(バーチャルパワープラント)

VPP(バーチャルパワープラント)

電力エネルギー供給の安定化により、再生可能エネルギーの導入拡大を促進します。

  • 電力エネルギー供給の安定化により、再生可能エネルギーの導入拡大を促進します。 ・VPPとは ・ノウハウと、IoT、AI技術の融合 ・アグリゲーター事業
  • ノウハウとIoT、AI技術の融合 発電機器や送変電機器などの製品供給により蓄積してきたノウハウと、IoT、AIの活用による予測・分析・最適化技術を融合しお客様のニーズに合わせて、さまざまな場面で全面的にサポートします。
  • アグリゲータ事業 ネガワットアグリゲータ事業 電力会社と需要家の間を取り持ち、ネガワット取引を支援するサービスを提供します。 蓄電池アグリゲータ事業 系統安定やピークカットなど、複数の目的に応じて、蓄電池を束ねて制御します。
  • AIを使った予測技術を用いてVPPの高度化を実現しスマートで持続可能な社会の実現に貢献していきます。

東芝は発電機器や送変電機器などの製品供給により蓄積してきたノウハウと、IoTIoT(Internet of Things):
あらゆる機器がインターネットに接続される仕組み
、AIの活用による予測・分析・最適化技術を融合し、エネルギー業界におけるサイバー・フィジカル・システム(CPS)CPS(Cyber Physical System):
現実世界で起こる事象をIoT等によりデジタルデータ化し、デジタル世界でAIなどを用いて活用すること
テクノロジー企業を目指し、スマートで持続可能な社会の実現に貢献していきます。東芝ではネガワットアグリゲーター事業と、蓄電池アグリゲーター事業を展開しています。

VPP(バーチャルパワープラント:仮想発電所)とは

VPP(バーチャルパワープラント)

東日本大震災以降、大規模な発電所に依存した従来型のエネルギー供給システムが見直されるとともに、太陽光発電、風力発電をはじめとする再生可能エネルギーなどの分散電源の普及が進んでいます。再生可能エネルギーは天候によって発電量が大きく左右されるため、普及が進むにつれ、エネルギー供給が不安定になってしまいます。こうした電力のバランスを保つ手段として期待されている新たなエネルギーサービスの構想が「VPP(バーチャルパワープラント:仮想発電所)」VPP(バーチャルパワープラント:仮想発電所):
分散電源、蓄電池など散在するエネルギー源をIoT機器によって遠隔で制御し、あたかも一つの発電所のように機能させること
です。VPPVPP(バーチャルパワープラント:仮想発電所):
分散電源、蓄電池など散在するエネルギー源をIoT機器によって遠隔で制御し、あたかも一つの発電所のように機能させること
とは、分散電源、蓄電池など散在するエネルギー源をIoTIoT(Internet of Things):
あらゆる機器がインターネットに接続される仕組み
機器によって遠隔で制御し、あたかも一つの発電所のように機能させることをいいます。

VPPVPP(バーチャルパワープラント:仮想発電所):
分散電源、蓄電池など散在するエネルギー源をIoT機器によって遠隔で制御し、あたかも一つの発電所のように機能させること
では、分散するたくさんの発電設備や蓄電設備を、刻々と変化する需給の状況に応じて、リアルタイムに制御する必要があります。そのためには、分散する機器を遠隔で制御するための優れたIoTIoT(Internet of Things):
あらゆる機器がインターネットに接続される仕組み
技術や、電力需要量・太陽光発電量をより正確に予測する技術などが必要となります。VPPVPP(バーチャルパワープラント:仮想発電所):
分散電源、蓄電池など散在するエネルギー源をIoT機器によって遠隔で制御し、あたかも一つの発電所のように機能させること
により需給のバランスを調整することで、再生可能エネルギーの電力も安定して使うことができるようになります。VPPVPP(バーチャルパワープラント:仮想発電所):
分散電源、蓄電池など散在するエネルギー源をIoT機器によって遠隔で制御し、あたかも一つの発電所のように機能させること
は再生可能エネルギーの導入拡大を促進し、脱炭素社会への貢献にも期待されています。

VPPの構成要素
VPPの構成要素

ネガワットアグリゲーター事業

電力会社と需要家の間を取り持ち、ネガワット取引を支援するサービスを提供します。

ネガワットアグリゲーター事業

2017年度から、需要家の節電により生まれた電力を取引する「ネガワット取引」ネガワット取引:
需要化の節電を束ねて電力需要の調整力として取引すること
が開始されました。「ネガワット取引」ネガワット取引:
需要化の節電を束ねて電力需要の調整力として取引すること
では、ネガワットアグリゲーターが小売電気事業者と連携して、工場などの大口需要家との間を取り持ちます。電力の需要が供給量を大幅に超過しそうなときに、需要家に節電依頼(DR:デマンドレスポンス)DR(デマンドレスポンス、ディマンドリスポンス):
需要家側のエネルギーリソースを制御することで、電力需要を調整すること
を行い、節電(ネガワット)によって需給のバランスを保ちます。そして、依頼に応えてくれた需要家に対して、インセンティブ(報酬)が与えられる仕組みです。

東芝は、正確な節電量を達成するために、OpenADROpenADR:
自動的にエネルギー機器を制御する自動デマンドレスポンス(ADR:Automated Demand Response)のための国際標準プロトコル
の認証を取得したアグリゲーションシステムを開発し、データを活用した需要家ポートフォリオ技術の高度化を進めています。また、小売電気事業者と連携して、需要家への節電コンサルティングを支援するほか、小売電気事業者に代わって需要家への節電依頼等の運用を実施しています。

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参考情報:
高精度な電力削減実績をもとにネガワットアグリゲーター事業を開始(2017年3月1日発表)

節電要請に対して高精度な応答を実現するネガワットアグリゲーションシステム

節電要請に対して高精度な応答を実現するネガワットアグリゲーションシステム

需要家ごとのデータを計測し、各々に対して節電指示を行うシステムと運用体制を構築しています。東芝のネガワットアグリゲーションシステムはOpenADROpenADR:
自動的にエネルギー機器を制御する自動デマンドレスポンス(ADR:Automated Demand Response)のための国際標準プロトコル
 2.0bの認証を取得しています。小売電気事業者やリソースアグリゲーターリソースアグリゲーター:
需要家側エネルギーリソースや分散型エネルギーリソースを集め、それらを制御してエネルギーサービスを提供する事業者
に向けて、個々の機能をクラウドサービスとして提供しています。

節電の成功率を高める需要家ポートフォリオ技術

節電の成功率を高める需要家ポートフォリオ技術

需要家へのコンサルティングと日々収集されるデータに基づいて個々の需要家の特性を把握します。複数の需要家を組み合わせるポートフォリオ技術により、一般送配電事業者からの節電要求に対して、成功率を高めています。

蓄電池アグリゲーター事業

複数の目的に応じて、蓄電池を束ねて制御します。

当社は、2016年から、VPPVPP(バーチャルパワープラント:仮想発電所):
分散電源、蓄電池など散在するエネルギー源をIoT機器によって遠隔で制御し、あたかも一つの発電所のように機能させること
の高度化に向けて蓄電池制御に係る実証事業を実施しています。複数の蓄電池を効果的に制御する蓄電池の群制御技術を開発し、2019年1月よりVPPVPP(バーチャルパワープラント:仮想発電所):
分散電源、蓄電池など散在するエネルギー源をIoT機器によって遠隔で制御し、あたかも一つの発電所のように機能させること
運用サービスを開始しました。

事例としては、防災拠点に設置された蓄電池を対象に、非常時に必要な電力を確保しながら、電力系統および蓄電池の状況に応じて、ピークカットやデマンドレスポンスを効率的に運用するための蓄電池群制御を行っています。これにより、防災性を高める非常時電力を備えた上で、需給バランスの最適化に寄与する調整力としても蓄電池を活用しています。

今後、2021年に開設が予定されている日本国内の需給調整市場に向け、蓄電池だけでなく多種多様な分散電源を組み合わせることができるシステムの開発を進めていきます。

蓄電池アグリゲーター事業

「仮想の発電所」(バーチャルパワープラント)構築へ向けた公民一体となった基本協定の締結について

蓄電池をIoTで制御するバーチャル・パワープラント運用サービスを開始(2018年12月17日発表)

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蓄電池の群制御技術

予測技術を元に利用者の複数の目的にあわせて、蓄電池の最適運転計画を立案し制御(マルチユース)する技術を持っています。電力を使う需要家向けには、災害時等の危機状況下におけるバックアップ電源として使用するBCPBCP:
事業継続計画(Business Continuity Plan)。災害時等の危機状況下においても重要な業務を継続するための計画
対応や太陽光発電により昼間に余剰した電力の吸収、電力需要のピークを調整するピークカット/ピークシフトに使うことができます。小売電気事業者向けには、JEPXJEPX:
日本卸電力取引所。電力の売買を行う国内唯一の市場
の市場値差や、インバランスインバランス:
発電計画と需要実績との差分
回避による電力調達コストの改善に使用できます。一般送配電事業者向けには、調整力公募調整力公募:
送配電事業者(送電線、変電所などを維持、運用する事業者)が公募により調整力を調達する仕組み
向けに調整力として使用することができます。これらを状況に応じて使い分けることにより、蓄電池をより効率的に利用することができます。マルチユースや個々の機能はクラウドサービスとして提供しています。

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蓄電池のマルチユース例 メリットを受ける人
蓄電池の制御イメージ
蓄電池の制御イメージ

①スポット価格のトレンドグラフ:予測のグラフが実績のグラフと同じ傾向となっている

②夜間の安価な電源を充電

③朝方のピーク時(スポット価格高値時)に放電

④夕方のピークに備え安価な電源を充電/太陽光が余剰した場合も充電

⑤夕方のピーク時(スポット価格最高値時)に放電

BCPBCP:
事業継続計画(Business Continuity Plan)。災害時等の危機状況下においても重要な業務を継続するための計画
対応として蓄電池残量を保持

AIを活用した予測技術

AIを活用した予測技術

※2019年9月時点

AIを活用することによって、電力系統技術で培った予測技術の精度向上を図っています。
電力需要予測では供給エリア内の多地点における気象予測を行い、気象情報と電力需要実績値の関係を効率良く機械学習させるスパースモデリング技術、アンサンブル学習を用いた需要予測を実施し、これらの予測結果値を、AIを利用して最適に組み合わせることで、高精度な需要予測を実現しています。
太陽光発電量予測では独自の気象予測システムから得られる様々なデータを活用し、太陽光発電設備の性能や設置条件が不明な場合でも過去の同設備の発電実績をもとにAIで性能や設置条件を推定し、発電量を高精度に予測する技術を実現しています。

電力市場価格予測においても独自の気象予測システムから得られる様々なデータ、過去のJEPXJEPX:
日本卸電力取引所。電力の売買を行う国内唯一の市場
の実績データから
アナログアンサンブル(類似検索法)により高精度に予測する技術を実現しています。

これらをVPPVPP(バーチャルパワープラント:仮想発電所):
分散電源、蓄電池など散在するエネルギー源をIoT機器によって遠隔で制御し、あたかも一つの発電所のように機能させること
のシステムへ適応すると共に個々の機能をクラウドサービスとして提供しています。

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東芝独自のAIを活用した高精度な太陽光発電量予測技術を開発
-「太陽光発電量予測技術コンテスト『PV in HOKKAIDO』」にてグランプリを受賞-(2019年7月17日発表)

電力需要予測にAI導入! ディープラーニングで発電所を効率化

用語集

VPP(バーチャルパワープラント:仮想発電所):
分散電源、蓄電池など散在するエネルギー源をIoT機器によって遠隔で制御し、あたかも一つの発電所のように機能させること

IoT(Internet of Things):
あらゆる機器がインターネットに接続される仕組み

CPS(Cyber Physical System):
現実世界で起こる事象をIoT等によりデジタルデータ化し、デジタル世界でAIなどを用いて活用すること

ネガワット取引:
需要化の節電を束ねて電力需要の調整力として取引すること

DR(デマンドレスポンス、ディマンドリスポンス):
需要家側のエネルギーリソースを制御することで、電力需要を調整すること

OpenADR:
自動的にエネルギー機器を制御する自動デマンドレスポンス(ADR:Automated Demand Response)のための国際標準プロトコル

リソースアグリゲーター:
需要家側エネルギーリソースや分散型エネルギーリソースを集め、それらを制御してエネルギーサービスを提供する事業者

BCP:
事業継続計画(Business Continuity Plan)。災害時等の危機状況下においても重要な業務を継続するための計画

JEPX:
日本卸電力取引所。電力の売買を行う国内唯一の市場

インバランス:
発電計画と需要実績との差分

調整力公募:
送配電事業者(送電線、変電所などを維持、運用する事業者)が公募により調整力を調達する仕組み

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