JP2019041361A - 通信プラットフォームおよび通信処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
−配電自動化に関係するプログラム :「アプリケーションプログラムαc,αs」
−スマートメータに関係するプログラム :「アプリケーションプログラムβc,βs」
−デマンドレスポンスに関係するプログラム:「アプリケーションプログラムγc,γs」
−システム管理に関係するプログラム :「アプリケーションプログラムδc,δs」
−IEC 61850:「通信規格I」
−IEC 62056:「通信規格II」
−OpenADR :「通信規格III」
配電自動化親局は、電力品質や系統構成の管理等の各種の配電自動化機能を実現するため、配電自動化子局などとの通信を行う。
配電自動化子局は、配電系統上に設置されている各種機器(例えば、区分開閉器、計器用変成器等)の監視制御に関わる処理と通信とを担う。保護リレー(即ち、過電流リレー等)を搭載することもある。
DRサーバは、電力供給側において、主に電力系統全体における需給運用に基づいてDRプログラム(例えば、CPP(Critical Peak Pricing の略))を選択し、DRプログラム参加者とのデマンドレスポンス信号の送受信を行う。
MDMSは、メータから収集した計量・計測データ及び需要家関連データを保存し、他のシステムに対して提供する。電力供給に直接関係する処理は担わない。
メータ(例えば、スマートメータ)は、需要家の電力量を方向別に計量する。加えて、有効・無効電力、電流、電圧などの計測を行うこともある。これらの計量・計測データは、それらを必要とするシステム(例えば、MDMS等)に送信される。
「xEMS」は、需要家が所有する分散形電源,蓄電装置,及び負荷の監視制御を行い、必要に応じて系統側とのデータ連携を担うものを指す。BEMS(Building Energy Management System の略)やHEMS(Home Energy Management System の略)などが該当する。
1)機器の制御や機器からの通知において高度な処理を要求する場合にはIEC 61850を利用することが好ましい。
2)単純なデータの取得及び設定のみを利用する場合にはIEC 62056を利用する。
3)相手の送受信端に他に選択肢が無い場合はOpenADRを利用する。
本発明では、各種アプリケーションにおける処理の一部として行われる通信を統合化するために通信プラットフォームが利用される。
共通APIは、配電自動化,スマートメータ,及びデマンドレスポンス並びにシステム管理の各アプリケーション/これら各アプリケーションの機能実現に関係する各アプリケーションプログラムと情報交換可能であるように構成されると共に、配電自動化で利用されるIEC 61850,スマートメータで利用されるIEC 62056,及びデマンドレスポンスで利用されるOpenADRで規定されている種々の情報交換サービスに対応するように構成され、IEC 61850,IEC 62056,及びOpenADR毎に異なる通信サービスを統一的方法によって利用可能にする。
通信プラットフォームがXMPPを利用するためには、送受信端がXMPPクライアントとなり、また、少なくとも一つのXMPPサーバが設置される。そして、XMPPクライアント同士が、XMPPサーバを介して通信(別言すれば、データ交換)を行う。
通信プラットフォームは、共通APIを通じて一方の送受信端内のアプリケーションプログラムαc−δcと他方の送受信端内のアプリケーションプログラムαs−δsとの間で通信を行う機能(具体的には例えば、各種アプリケーションに纏わる情報通知やデータ交換などのやりとりを行う機能)を提供する。
通信プラットフォームは、共通APIを通じて一方の送受信端である配電自動化親局の機能実現に関係する(言い換えると、配電自動化の機能実現に関係する)アプリケーションプログラムαcと他方の送受信端であるスマートメータの機能実現に関係するアプリケーションプログラムβsとの間で通信を行う機能を提供する。
(1)共通API
(2)XMPPラッパ 〜通信プロトコルの上位層を構成する
(3)XMPPクライアントライブラリ 〜通信プロトコルの下位層を構成する
共通APIは、各種アプリケーションの機能実現に関係するものであって送受信端のそれぞれに実装されている各種アプリケーションプログラムαc−δc,αs−δsと情報交換可能(言い換えると、データの授受可能)であるように構成されると共に、前記実装されている各種アプリケーションで利用される各種通信規格I−IIIで規定されている種々の情報交換サービスに対応するように構成される。
共通APIは、配電自動化,スマートメータ,及びデマンドレスポンス並びにシステム管理の機能実現に関係するものであって送受信端のそれぞれに実装されている各種アプリケーションプログラムと情報交換可能であるように構成されると共に、配電自動化で利用されるIEC 61850,スマートメータで利用されるIEC 62056,及びデマンドレスポンスで利用されるOpenADRで規定されている種々の情報交換サービスに対応するように構成される。
−通信の初期化サービス:通信のセッションを開始する場合に利用する。
−通信の終了サービス:通信のセッションを終了する場合に利用する。
−データ取得サービス:機器やセンサなどの種々のデータを取得する場合に利用する。
−データ設定サービス:機器等の整定値を設定・更新する場合などに利用する。
−選択・制御サービス:機器を制御する場合に利用する。
−通知サービス :機器等に状態変化が発生した際に利用する。
−ファイル転送サービス:ソフトウェアを更新する場合に利用する。
配電自動化,スマートメータ,及びデマンドレスポンスで利用される情報交換サービスの具体例であって、共通APIが対応する情報交換サービスの具体例として以下のものが挙げられる。なお、以下の具体例は、IEC 61850のACSI(Abstract Communication Service Interface の略)に規定されている情報交換サービスの例である。
−通信の初期化サービス:Associate
−通信の終了サービス :Release
−データ取得サービス :GetDataValues,GetDataSetValues,QueryLogByTime
−データ設定サービス :SetDataValues,SetDataSetValues
−選択・制御サービス :SelectWithValue,Operate
−通知サービス :SetURCBValues,Report,CommandTermination
−ファイル転送サービス:SetFile
共通APIは、配電自動化に関係するアプリケーションプログラムαcから指定される、或いは、スマートメータに関係するアプリケーションプログラムβsから指定される、情報交換サービスの要求である「GetDataSetValuesRequest」(尚、ACSI用変数としてのJavaクラスである)やその応答である「GetDataSetValuesResponse」を内容とする〔サービスの要求〕や〔応答〕の内容をIEC 62056固有の通信サービスの要求である「GetRequestNormal」やその応答である「GetResponseNormal」(尚、COSEM用のJavaクラスである)へと変換すると共に、当該「GetRequestNormal」を内容とする〔サービスの要求〕や当該「GetResponseNormal」を内容とする〔応答〕をXMPPラッパへと渡す。
共通APIは、XMPPラッパから渡されるIEC 62056固有の通信サービスの要求である「GetRequestNormal」やその応答である「GetResponsetNormal」を情報交換サービスの要求である「GetDataSetValuesRequest」やその応答である「GetDataSetValuesResponse」へとそれぞれ変換すると共に、当該「GetDataSetValuesResponse」を配電自動化に関係するアプリケーションプログラムαcへと渡し、或いは、応答側では当該「GetDataSetValuesRequest」をスマートメータに関係するアプリケーションプログラムβsへと渡す。
XMPPラッパは、通信規格I−III相互間の違いを吸収するために、各種通信規格I−IIIのそれぞれに対応した変換モジュールを有し、各種通信規格I−IIIそれぞれの通信サービスを提供する。
XMPPラッパは、IEC 61850,IEC 62056,及びOpenADRのそれぞれに対応した変換モジュールを有し、これら通信規格それぞれの通信サービスを提供する。
XMPPラッパは、共通APIから渡されるIEC 62056固有の通信サービスの要求である「GetRequestNormal」に対応するため、当該「GetRequestNormal」に関する内容をXMPPのスタンザへと収容してXML形式のメッセージを生成すると共に、XMPPクライアントライブラリに対してデータ送信を依頼する。
XMPPラッパは、XMPPクライアントライブラリからXMPPのスタンザ(XML形式のメッセージ)が渡されると、当該XMPPのスタンザに収容されているIEC 62056固有の通信サービスの要求である「GetRequestNormal」に関する内容を共通APIへと渡す。
XMPPクライアントライブラリは、XMPPラッパから依頼されて、XML形式のメッセージを送信データとしてIPパケットへと収容してXMPPサーバへと送信する機能を提供する。
XMPPクライアントとしての一方の送受信端(位置づけとしては、データ要求側の送受信端)がXMPPクライアントとしての他方の送受信端(位置づけとしては、データ提供側の送受信端)からデータを取得する場合の処理手順を説明する。なお、データ要求側の送受信端には配電自動化に関係するアプリケーションプログラムαcが実装されており、また、データ提供側の送受信端にはスマートメータに関係するアプリケーションプログラムβsが実装されているものとする。
XMPPクライアントとしての配電自動化親局がXMPPクライアントとしてのスマートメータからデータを取得する場合の処理手順を説明する。なお、配電自動化親局には配電自動化に関係するアプリケーションプログラムαcが実装されており、スマートメータにはスマートメータに関係するアプリケーションプログラムβsが実装されている。
配電自動化親局に実装されている配電自動化に関係するアプリケーションプログラムαcにおいて送信処理の要求が生起すると、当該アプリケーションプログラムαcによって指定された情報交換サービスを利用するための「GetDataSetValuesRequest」を内容とする〔サービスの要求〕が共通APIへと渡される。ここで、アプリケーションプログラムαcから共通APIへと渡される〔サービスの要求〕の形式はJavaである。また、共通APIは、IEC 61850のACSIをベースとした構造であり、具体的には、ACSIで定義されている情報交換サービスの一部若しくは全部に対応するように構成され(尚、共通APIとしてACSIがそのまま用いられるようにしても良い)、さらに、必要に応じ、ACSIでは定義されていないもののアプリケーションプログラムαc−δc,αs−δsで利用される情報交換サービスにも対応するように構成される。そして、「GetDataSetValuesRequest」はACSI用変数としてのJavaクラスである。
共通APIにより、情報交換サービスの要求である「GetDataSetValuesRequest」を内容とする〔サービスの要求〕の内容がCOSEM(IEC 62056)に従う構造へとマッピングされてIEC 62056固有の通信サービスの要求である「GetRequestNormal」へと変換される。この際、「GetDataSetValuesRequest」を内容とする〔サービスの要求〕の送信元(即ち、配電自動化親局,アプリケーションプログラムαc)と最終的な宛先(即ち、スマートメータ,アプリケーションプログラムβs)との組み合わせに対して予め割り当てられた通信規格であるIEC 62056が伝送通信規格として選択される。そして、「GetRequestNormal」はCOSEM(IEC 62056)用のJavaクラスである。
共通APIによって変換された、具体的には情報交換サービスの要求「GetDataSetValuesRequest」がマッピングされたIEC 62056(COSEM)固有の通信サービスの要求「GetRequestNormal」を内容とする〔サービスの要求〕は、XMPPラッパへと渡される。
XMPPラッパにより、共通APIから渡された「GetRequestNormal」を内容とする〔サービスの要求〕の内容がXMPPのスタンザへと収容され、XML形式のメッセージが生成される。なお、図6及び図7における「PDU」は Protocol Data Unit の略である。
XMPPラッパにより、XMPPのスタンザに収容されている、COSEM(IEC 62056)に従う構造に相当する部分(即ち、IEC 62056(COSEM)固有の通信サービスの要求「GetRequestNormal」を内容とする〔サービスの要求〕の内容)が取り出される。
COSEM(IEC 62056)に従う構造に相当する部分は、共通APIを介して、スマートメータに実装されているアプリケーションプログラムβsへと渡される。
共通APIにより、IEC 62056固有の通信サービスの要求「GetRequestNormal」を内容とする〔サービスの要求〕の内容が情報交換サービス「GetDataSetValuesRequest」へと変換される。
共通APIを介して〔サービスの要求〕が渡されることを契機として、当該〔サービスの要求〕に対して応答するため、スマートメータに実装されているスマートメータに関係するアプリケーションプログラムβsにおいて送信処理の要求が生起する。
スマートメータに実装されているアプリケーションプログラムβsは、〔サービスの要求〕に係る情報交換サービスの要求「GetDataSetValuesRequest」に関連して伝送依頼されたデータを情報交換サービス「GetDataSetValues」の応答にて返信するため、情報交換サービス「GetDataSetValues」の応答として伝送依頼に対応するデータ項目を内容とする〔応答〕を共通APIへと渡す。
共通APIにより、情報交換サービスの応答である「GetDataSetValuesResponse」として、伝送依頼に対応するデータ項目の内容がCOSEM(IEC 62056)に従う構造へと変換されてIEC 62056固有の通信サービスの応答である「GetResponseNormal」へと変換される。この際、「GetDataSetValuesResponse」を内容とする〔応答〕の送信元(即ち、スマートメータ,アプリケーションプログラムβs)と最終的な宛先(即ち、配電自動化親局,アプリケーションプログラムαc)との組み合わせに対して予め割り当てられた通信規格であるIEC 62056が伝送通信規格として選択される。そして、「GetResponseNormal」はCOSEM(IEC 62056)用のJavaクラスである。
共通APIによって変換された、具体的には情報交換サービスの応答「GetDataSetValuesResponse」がマッピングされた、IEC 62056(COSEM)固有の通信サービス「GetResponseNormal」と、伝送依頼に対応するデータ項目とを内容とする〔応答〕が、XMPPラッパへと渡される。
XMPPラッパにより、共通APIから渡された「GetResponseNormal」とデータ項目を内容とする〔応答〕の内容がXMPPのスタンザへと収容され、XML形式のメッセージが生成される。
XMPPラッパにより、XMPPのスタンザに収容されている、COSEM(IEC 62056)に従う構造に相当する部分(即ち、IEC 62056(COSEM)固有の通信サービスの応答「GetResponseNormal」とデータ項目とを内容とする〔応答〕の内容)が取り出される。
COSEM(IEC 62056)に従う構造に相当する部分は、共通APIを介して、配電自動化親局に実装されているアプリケーションプログラムαcへと渡される。
共通APIにより、IEC 62056固有の通信サービスの応答「GetResponseNormal」を内容とする〔応答〕の内容が情報交換サービスの応答「GetDataSetValuesResponse)」へと変換される。
βs スマートメータに関係するアプリケーションプログラム
Claims (8)
- アプリケーションプログラムが実装されると共に通信インターフェースを有する送受信端に備えられ、前記アプリケーションプログラムからデータが渡されたり前記アプリケーションプログラムへとデータを渡したりするAPIを備え、前記アプリケーションプログラムから渡される情報交換サービスに関するデータを所定の通信方式の規格に従う形式へと前記APIによって変換した上で前記通信インターフェースへと渡し、また、前記通信インターフェースから渡されるデータを前記アプリケーションプログラムが利用する前記情報交換サービスに関するデータへと前記APIによって変換した上で前記アプリケーションプログラムへと渡すことを特徴とする通信プラットフォーム。
- 前記APIによって変換したデータをXMPPのスタンザに収容してXML形式のメッセージにした上でIPパケットとして前記通信インターフェースへと渡すことを特徴とする請求項1記載の通信プラットフォーム。
- 前記所定の通信方式の規格がIEC 61850,IEC 62056,及びOpenADRのうちのいずれかであることを特徴とする請求項1または2記載の通信プラットフォーム。
- 前記APIがIEC 61850のACSIであることを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか一つに記載の通信プラットフォーム。
- アプリケーションプログラムが実装されると共に通信インターフェースを有する送受信端に備えられると共に前記アプリケーションプログラムからデータが渡されたり前記アプリケーションプログラムへとデータを渡したりするAPIを備える通信プラットフォームが行う通信処理方法であり、前記アプリケーションプログラムから渡される情報交換サービスに関するデータを所定の通信方式の規格に従う形式へと前記APIによって変換した上で前記通信インターフェースへと渡し、また、前記通信インターフェースから渡されるデータを前記アプリケーションプログラムが利用する前記情報交換サービスに関するデータへと前記APIによって変換した上で前記アプリケーションプログラムへと渡すことを特徴とする通信処理方法。
- 前記APIによって変換したデータをXMPPのスタンザに収容してXML形式のメッセージにした上でIPパケットとして前記通信インターフェースへと渡すことを特徴とする請求項5記載の通信処理方法。
- 前記所定の通信方式の規格としてIEC 61850,IEC 62056,及びOpenADRのうちのいずれかを用いることを特徴とする請求項5または6記載の通信処理方法。
- 前記APIとしてIEC 61850のACSIを用いることを特徴とする請求項5から7のうちのいずれか一つに記載の通信処理方法。
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US20110010016A1 (en) * | 2009-07-07 | 2011-01-13 | Giroti Sudhir K | Enterprise Smart Grid and Demand Management Platform and Methods for Application Development and Management |
JP2015226434A (ja) * | 2014-05-29 | 2015-12-14 | 住友電気工業株式会社 | 電力消費管理装置、電力消費管理システム、電力消費管理方法および電力消費管理プログラム |
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