携帯通信システムの開発

電力インフラの情報通信を支える神経系づくり。

中山自然エネルギー活用に対する意識の高まりや電力自由化など、電気を取り巻く環境はこの数年で様変わりしつつあります。たとえば、電力消費量を需要家も一体となってコントロールすることを目的としたデマンドレスポンスや、スマートメーターの普及拡大への取り組みは急速に進められています。

矢澤また、同様に広がりをみせる太陽光発電をはじめとする分散型電源は、天候によって発電量が大きく左右されます。そのため、需要（使用量）と供給（発電量）のバランスを予測し、制御・運用するための技術開発は緊急の課題になっています。そういった背景のなかで、電力の安定供給や多様化するエネルギーをリアルタイムで"見える化""制御・コントロール"するシステム構築が必要になっています。

中山東光高岳では、次世代の電力インフラを監視・制御するための通信システム開発に取り組んできました。具体的には、2009年から携帯通信システムの開発に着手し、様々な電力機器に導入してきました。

矢澤携帯回線は、回線の設置が不要で、電波が届く場所であればどこにでも設置できます。また強固なセキュア通信も強みのひとつです。電力インフラを支えるための通信システムですから、信頼性の高いものをつくってきたという自負があります。大げさかもしれませんが、電力機器の制御装置が正しく作動しなければ、大きな停電につながることだってありますから。

中山このような電力系統の変化のなかで、電力データの計測をこれまで以上に安定的に早く送受信するための技術が必要になってきました。そこで私たちは、計測データの即時通信、短い周期での計測データ通知、制御命令等の即時実施など、3G回線以上のメリットがあるLTE通信技術を活用した通信システムに取り組んできました。

矢澤2015年1月頃から開始した本研究は、いわば電力インフラの上流から下流までのあらゆる情報を収集し、電力機器をリアルタイムに監視・制御するための信頼性の高い神経系づくりと言ってもいいかもしれません。

通信システムの探求の先にある、豊かな社会の実現を信じて。

中山様々な電力機器への導入を見込んでいるシステムなので、多様な用途の製品への導入を前提とした汎用性と信頼性の高いものを開発する必要がありました。そこで、計測対象機器との通信プロトコルとして、汎用性の高いModbus/TCPやECHONET Liteを採用しました。Modbus/TCPやECHONET Liteを携帯端末に搭載することで、様々な機器の制御や状態監視を遠隔から行えるシステム構築が可能になります。また、通信プロトコルは、対象機器により変更可能な構成としました。

矢澤また、リアルタイム性を向上させるためにQNXというOSを導入。さらにSSL/TLS通信を用いることで、サーバと携帯端末間の通信を暗号化させて、不正アクセスによるデータ改ざんや漏洩を防止することが可能になりました。また、認証キーを使用した認証をサーバ、携帯端末それぞれで行うことで不正アクセスを不可能なものとしています。

中山このように、今回の携帯通信システムを開発するために多くの要素技術を活用しています。多くの新しい要素技術を取り入れたので、システムが想定した通りには動かないことは日常茶飯事でした。なぜ動かないのかはすぐには分からない。だから動かない理由を検証して、ひとつずつ問題をクリアにする。約2年間、そういった探求の繰り返しだったように思います。

矢澤私たちの開発した通信システムは、フィールド検証において太陽光発電や風力発電などの分散型電源の監視・制御などに運用される予定になっています。これから先の検証でも、多くの課題が出てくることが予想されます。ですが、そこで得られた実証データやノウハウが未来のスマートグリッド社会や、世界の電力格差をなくす一助になることを信じて、これから先も電力インフラを支えるシステムづくりに邁進していきます。