変電所のデジタル化に向けたセンサソリューションの導入

送変電分野が抱える課題とニーズに応えるために

篠﨑電気の安定供給のためには、送変電設備の保守・管理が大変重要です。現状は電力会社の作業員が各変電所を巡回し、保守業務を行っていますが、昨今は作業員の高齢化や人材不足という課題があり、業務の効率化、省力・省人化がニーズとして挙がっていました。今回のソリューションは、そのニーズに応えるものになります。当社のソリューション導入により、点在する変電所を作業員が巡視せずとも、遠隔からリアルタイムで監視が可能になりますので、少ない人員で効率的に状態を確認できます。

沼尻もちろん、設備故障に伴う停電のリスクも軽減できます。設備故障が予知できれば、故障が起こる前に対策をして停電を最小限にできます。停電に関しては電力会社だけではなく電力需要家にも影響がありますので、そういった面でもメリットが期待できます。

篠﨑また近年、電力分野でもビッグデータやIoT、AI等の新たなデジタル技術を活用した「デジタル化」が注目されています。変電所におけるデジタル化の内容は多岐に渡りますが、当社のソリューションはIoTを活用して設備状態の確認・保全を省人化するものとなります。

現場調査と検討を重ね、磨き上げたソリューション

篠﨑今回のソリューション開発で、私はSIUの開発とセンサの選定を担当しました。その中で特にこだわったのは、使用するセンサを市販品中心に選定したことです。専用品を開発するとどうしても高コストになりやすいのですが、市販品ならコストを抑えることができ、入手性が良いため交換も簡単にできるというメリットがあります。また、センサ自体が長期的に壊れないタイプのものを選ぶことで、メンテナンスフリーになるよう心がけました。巡視をしなくても済むように取り付けたセンサなのに、そのセンサのメンテナンスのために現場に出向くのでは本末転倒ですからね。SIUの開発では、通信方式に無線と有線の2種類を用意し、変電所の立地や取り巻く環境、ニーズに合わせて選択できるようにしました。
無線方式には長距離の通信が可能なLoRa無線を採用していますので、敷地面積が広いなどで無線が届くかどうか懸念のある場合でも、導入しやすいように考慮しました。有線方式に関しても、国際規格を採用することで汎用性を高くしています。

沼尻私が担当したのは、センサやSIUの上位にあたる通信プロトコルの検討や、保守データ分析システムの部分です。今回はお客様の方で、既設のデータサーバを使うということでしたので、データ伝送についてはお客様のご要望を踏まえて仕様を決めていき、システムのインタフェース部分を新規開発しました。本ソリューションでは、このようにお客様からのご要望に沿ってシステムを調整することが可能です。逆に、データサーバを含めて一式すべてを当社で用意することもできますので、設備環境に合わせた柔軟な提案をさせていただきます。

篠﨑データサーバなどはお客様ごとに異なるケースが考えられますので、ご依頼があった際には仕様について事前に相談させていただくことになりますね。東電PG様とも、提案後は月に1回程度打合せをさせていただきましたし、何度も現場に赴いて調査・検討を重ねました。どんな構成にするか、センサはどのようなものを使用するかなど、お客様と一緒に決めていきましたが、お客様が必要とするセンシング項目のすり合わせに苦労しました。ソリューションの導入は、変電所が停止するタイミングに合わせる必要があるため、現場作業の日程はもちろん時間も限られています。今回は納入が2月という冬場でしたので、設備停止時間が長時間に及ぶと冬の電力需要に影響します。時間内の作業で、期日通りに納めるためにも、部材の手配から変電所外に設置する保守データ分析システムの対応までチーム皆で一丸となって進めていきました。

沼尻保守データ分析システムの開発では、お客様に合わせた仕様を決めていくことが難しかったです。お客様側で行っている別の検証に、当社が仕様を合わせる必要があったことも検討を難しくした要因かもしれません。調整は大変でしたが、やりがいがありました。保守データ分析システムは海外の協力会社と一緒に開発を行ったのですが、やはりコミュニケーションには苦労しましたね。通訳を介してもこちらの意図や要望がしっかり伝わるように、情報を適宜整理・確認しながら進めていきました。

篠﨑苦労という面では、このソリューションの納入後、同じ建屋の中に別の製品を入れることが予定されていました。事前にお客様と相談しながら、当社の装置はここ、後から入れる装置はここに…と、お互いに影響を出さないよう調整していきましたね。実際のものが現場にしかない場合、社内ではどうしても机上検討のみになりますので、現場での調査や取り付け作業時の試行錯誤が多かったなと思います。

電力会社はもちろん、一般産業にも適用拡大を目指して

篠﨑現状は、現場への納入以降に蓄積されたデータを分析して、その結果をもとにお客様と次のステップに向けて相談していく段階に入っています。納入して終わりではなく、得られたセンシング情報を評価して、その情報の活用方法を提案していきます。実証検証で収集したデータには、予想していなかった情報が数値になって表れることもあるでしょう。その数値を示したとき、設備がどういう状況・状態なのかを一つひとつ分析を行い、知見として蓄積し、将来的に設備の異常や故障を見つける手がかりとして活用していきたいと思います。そして今回の実績をもとに、今後は他の電力会社様にもこのソリューションを広げていきたいですね。それから電力会社様だけでなく、一般産業でも大きな工場には電力設備が設置されていますので、そういったお客様にも提案していきたいです。

沼尻今回のプロジェクトで初めて通信まわりの仕様検討から携わったのですが、そこをきちんと決めきれて、無事に納入と実証検証を迎えられたことがよかったです。海外の協力会社とやりとりをするのも初めてでしたので、今後の開発や、あるいは別のプロジェクトにも今回の経験を活かしたいと思います。

篠﨑初めてという点では、今回のような提案型の業務は私自身初めての経験でした。お客様に提案して受け入れていただけたこと、ソリューションとして形をまとめ、実証検証までつなげられたことは、自分としても成果を出せたという実感があります。形の無いところから何かを作り出す時、自分で考えながら作っていけることが技術者の醍醐味であり楽しいところだと思いますので、新しい情報や技術をどんどん自分の中に取り込みながら、今後も開発を続けていきたいです。