JP7157616B2 - 制御方法、コントローラ及び電力取引システム - Google Patents
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Description
まず、本開示のシステム構成について説明する。
本開示の電力取引システムは、蓄電池を保持するサービス業者を仲介者とした電力取引のトランザクションデータを分散台帳に記録するなどブロックチェーン技術を活用した電力取引を行うことで、不正な電力取引を抑制する。
図1は、本実施の形態に係る電力取引システム10の全体構成の一例を示す図である。
住宅100b、100cも同様の構成であるため、以下では、住宅100aを例に挙げて説明する。
コントローラ101は、例えば、エネルギーマネジメントシステムのコントローラであり、電力取引システム10における第1の電力設備または第2の電力設備を制御するコントローラの一例である。
太陽光発電102は、第1の電力設備または第2の電力設備に含まれる太陽光発電装置の一例である。太陽光発電102は、太陽電池を用いて太陽光を直接的に電力に変換する発電方式を搭載した装置である。太陽光発電102は、発電した電力を、住宅100a内で利用したり、電力ネットワーク111を介して電力ネットワーク500に送電したりする。
電力メータ103は、第1の電力設備または第2の電力設備に含まれ、電力ネットワーク500に送電またはから受電される電力量を計測する。電力メータ103は、コントローラ101の送電指示により、太陽光発電102が電力を電力ネットワーク500に送電したとき、電力が送電された時刻と電力量とを計測し、コントローラ101に通知する。電力メータ103は、コントローラ101からの電力利用の指示により、電力ネットワーク500から受電して利用した電力量を計測する。なお、電力メータ103は、コントローラ101に含まれるとしてもよい。
図3は、図2に示すコントローラ101の機能構成を示すブロック図である。
入力部1011は、ユーザが売電依頼または買電依頼する情報を入力するための入力画面を作成する。入力部1011は、作成した入力画面において、ユーザによって売電依頼情報または買電依頼情報が入力された場合、入力された売電依頼情報または買電依頼情報をトランザクションデータ生成部1012に送信する。
トランザクションデータ生成部1012は、入力部1011から受信した売電依頼情報または売電依頼情報とを基に、ブロックチェーンにおけるトランザクションデータを生成する。なお、トランザクションデータ生成部1012は、太陽光発電102の余剰電力量が所定の値以上であるか否かを判定し、所定の値以上であればトランザクションデータを生成してもよい。ここで、所定の値とは、例えば余剰電力量が入力部1011から受信した売電依頼情報に含まれる売電量である。
制御部1013は、第1の電力設備の余剰電力量が所定の値以上である場合、余剰電力量の少なくとも一部を送電電力として電力線を介して蓄電設備に送電させる。例えば、制御部1013は、電力を送電させる制御を行う場合、太陽光発電102で発電した電力を電力ネットワーク500に送電する旨を示す送電指示を太陽光発電102に送信する。また、制御部1013は、電力を利用させる制御を行う場合、電力ネットワーク500を介して買電した電力を利用する。
記録部1014は、トランザクションデータ生成部1012で生成したトランザクションデータを記録する。本実施の形態では、記録部1014は、トランザクションデータ生成部1012で生成した第1のトランザクションデータ若しくは第2のトランザクションデータを記録する。
通信部1015は、通信ネットワーク400を介して管理サーバ350及び認証サーバ200a等との通信を行う。この通信は、TLS(Transport Layer Security)によりなされてもよい。この場合、TLS通信用の暗号鍵は通信部1015で保持してもよい。
図5は、本実施の形態に係る認証サーバ200aの機能構成を示すブロック図である。認証サーバ200b、200cも同様の構成であるため、認証サーバ200aを例に挙げて説明する。
蓄電状態取得部211は、通信ネットワーク400を介して蓄電設備から、蓄電設備が第1の電力設備から受電した受電電力の量を示す受電量情報を含む受電情報を取得する。また、蓄電状態取得部211は、通信ネットワーク400を介して蓄電設備から、蓄電設備が保有している蓄電電力の量を示す蓄電量情報を含む蓄電情報を取得する。なお、蓄電状態取得部211は、通信ネットワーク400を介して蓄電設備から、蓄電設備が第1の電力設備から受電した受電電力の量を示す受電量情報と、受電電力が受電された第2の日時を示す第2のタイムスタンプとを含む受電情報を取得してもよい。
トランザクションデータ検証部212は、第1のトランザクションデータを受け取った場合、受電情報を参照して、受け取った第1のトランザクションデータの正当性を検証する。より具体的には、トランザクションデータ検証部212は、受電情報を参照することで送電量情報及び受電量情報を比較し、送電された電力が確かに蓄電池300に蓄電されたことを確認する。その確認後、トランザクションデータ検証部212は、第1のユーザの電子署名の検証を行い、第1のトランザクションデータの正当性の検証を行う。なお、第1のトランザクションデータに第1のタイムスタンプが含まれ、受電情報に第2のタイムスタンプが含まれている場合もある。この場合には、トランザクションデータ検証部212は、受電情報を参照することで送電量情報及び受電量情報を比較し、送電された電力が確かに蓄電池300に蓄電されたことを確認すればよい。第1のタイムスタンプ及び第2のスタンプを用いることで、トランザクションデータ検証部212は、蓄電池に送電されたことを確認することに加えて、送電と受電のタイミングがあっていることを確認できる。
ブロック生成部213は、トランザクションデータ検証部212においてトランザクションデータの正当性の検証が成功した場合、第1のサーバと異なる第2のサーバである他の認証サーバ200b、200cサーバとともに、トランザクションデータについてのコンセンサスアルゴリズムを実行する。ここでのコンセンサスアルゴリズムは、第1のコンセンサスアルゴリズム~第3のコンセンサスアルゴリズムを意味し、このトランザクションデータは、第1のトランザクションデータ~第3のトランザクションデータを意味する。
同期部214は、複数の認証サーバ(認証サーバ200a~200c)の間でブロックチェーンのブロック、または、トランザクションデータの同期を行う。
取引生成部215は、買電量情報と蓄電量情報とを比較して、蓄電設備から第2の電力設備への送電が可能か否かを判断し、蓄電設備から電力線を介して第2の電力設備への送電が可能である場合に、蓄電設備に対して第2の電力設備への送電を依頼する。また、取引生成部215は、蓄電設備から第2の電力設備に蓄電電力が送電される旨の電力取引のマッチング結果を示す第3のトランザクションデータを生成する。
記録部216は、ブロックチェーンのトランザクションデータをブロックで記憶装置201aに記録する。当該記憶装置201aは、記録部216の内部に構成されていてもよいし、図1に示すように、認証サーバ200aの外部に構成されていてもよい。このトランザクションデータは、売電依頼を示す第1トランザクションデータ、買電依頼を示す第2トランザクションデータ売電依頼を示す第1トランザクションデータ、買電依頼を示す第2のトランザクションデータ及び電力取引のマッチング結果を示す第3のトランザクションデータを意味する。
通信部217は、2以上の住宅100a等、他の認証サーバ200b、200c、及び、管理サーバ350との通信を行う。より具体的には、通信部217は、2以上の住宅100a等、他の認証サーバ200b、200c、及び、管理サーバ350と通信を行う通信インタフェースである。2以上の住宅100a等及び管理サーバ350との通信は、TLSによりなされてもよい。この場合、TLS通信用の暗号鍵は通信部217で保持してもよい。
図9は、本実施の形態に係る管理サーバ350の機能構成を示すブロック図である。管理サーバ350は、図9に示すように、電力制御部311と、蓄電池制御部312と、記録部313、通信部314とを備え、蓄電池300を管理する。蓄電池300及び管理サーバ350は、蓄電設備の一例であり、下記では蓄電池側と称することもある。
電力制御部311は、蓄電池制御部312に指示することで住宅100a等からの送電された電力を蓄電池300に蓄電させた蓄電量を、受電量として記録部313に記録する。また、電力制御部311は、認証サーバ200a等から送電依頼を取得すると、蓄電池制御部312に蓄電池300を制御して蓄電池300に蓄電されている電力を、送電依頼に含まれる送電先である住宅100a等に送電させる旨を指示する。
蓄電池制御部312は、電力制御部311の指示を取得すると、蓄電池300の制御を行う。例えば、蓄電池制御部312は、蓄電池300を制御して、蓄電池300に蓄電されている電力を、送電依頼に含まれる送電先である住宅100a等に送電させる。蓄電池制御部312は、蓄電池300を制御して、蓄電池300に蓄電されている電力を、送電依頼に含まれる送電先である住宅100a等に送電させる。また、蓄電池制御部312は、蓄電池300の蓄電状態を示す情報として受電量を含む受電情報または蓄電量を含む蓄電情報を、蓄電池300から取得する。
記録部313は、蓄電池300から取得した蓄電池300の蓄電状態を示す情報を記録する。本実施の形態では、記録部313は、蓄電池300から取得した受電情報または蓄電情報を記録する。
通信部314は、通信ネットワーク400を介して住宅100a等及び認証サーバ200a等との通信を行う。この通信は、TLSによりなされてもよい。この場合、TLS通信用の暗号鍵は通信部314で保持してもよい。
続いて、住宅100a等と認証サーバ200a等との間における電力取引のシーケンスについて説明する。図10は、本実施の形態に係る電力取引の全体シーケンス図である。各処理については後述する。
続いて、住宅100a等と認証サーバ200a等との間での売電処理について説明する。
続いて、住宅100a等と認証サーバ200a等との間での買電処理について説明する。図12及び図13は、本実施の形態に係る買電処理のシーケンス図である。図12及び図13では、一例として住宅100cが買電するとして説明するが、これに限らない。他の住宅100b等でもよく同様の買電処理のシーケンスとなる。
以上のように、実施の形態に係る電力取引システム10等によれば、例えば蓄電池300に送電された電力の取引のトランザクションデータを分散台帳に記録する。これにより、電力の取引のトランザクションデータが公開され、改ざん検知が可能になるので、蓄電池を保持するサービス業者による不正な電力取引を抑制することができる。例えば、蓄電設備に送電された電力と、蓄電設備で受電した電力との整合、および、第1のトランザクションデータの正当性などを検証することができるので、改ざん検知が可能になる。
なお、本開示を上記各実施の形態に基づいて説明してきたが、本開示は、上記各実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本開示に含まれる。
101 コントローラ
102 太陽光発電
103 電力メータ
110、400 通信ネットワーク
111、500 電力ネットワーク
200a、200b、200c 認証サーバ
211 蓄電状態取得部
212 トランザクションデータ検証部
213 ブロック生成部
214 同期部
215 取引生成部
216、313 記録部
217、314 通信部
300 蓄電池
311 電力制御部
312 蓄電池制御部
1011 入力部
1012 トランザクションデータ生成部
1013 制御部
1014 記録部
1015 通信部
Claims (13)
- 第1のユーザが使用する第1の電力設備と、前記第1の電力設備と電力線を介して接続された蓄電設備と、前記第1の電力設備及び前記蓄電設備がネットワークを介して通信可能な複数のサーバとを備える電力取引システムにおける、前記複数のサーバのうちの第1のサーバによって実行される制御方法であって、
前記ネットワークを介して前記第1の電力設備から、前記第1の電力設備が前記電力線を介して前記蓄電設備に送電した送電電力の量を示す送電量情報と、前記第1のユーザの電子署名を含む第1のトランザクションデータを受け取るステップと、
前記ネットワークを介して前記蓄電設備から、前記蓄電設備が前記第1の電力設備から受電した受電電力の量を示す受電量情報を含む受電情報を取得するステップと、
前記受電情報を参照して、前記第1のトランザクションデータを検証するステップと、
前記第1のトランザクションデータを検証するステップにおいて、前記第1のユーザの電子署名の検証及び前記第1のトランザクションデータの正当性の検証が成功した場合、前記第1のトランザクションデータを、前記複数のサーバのうちの前記第1のサーバとは異なる複数の第2のサーバに転送するステップと、
前記第2のサーバとともに、前記第1のトランザクションデータの前記正当性について合意するための第1のコンセンサスアルゴリズムを実行するステップと、
前記第1のコンセンサスアルゴリズムによって前記第1のトランザクションデータの前記正当性について合意された場合、前記第1のトランザクションデータを含むブロックを前記第1のサーバの分散台帳に記録するステップと、を含む、
制御方法。 - 前記第1のトランザクションデータを検証するステップでは、
前記送電量情報及び前記受電量情報を比較するステップと、
前記第1のユーザの電子署名の検証を行うステップと、
前記第1のトランザクションデータの正当性の検証を行うステップとを含む、
請求項1に記載の制御方法。 - 前記第1のトランザクションデータは、さらに、前記送電電力が送電された第1の日時を示す第1のタイムスタンプを含み、
前記受電情報は、さらに、前記受電電力が受電された第2の日時を示す第2のタイムスタンプを含み、
前記比較するステップでは、さらに、前記第1のタイムスタンプ及び第2のタイムスタンプを比較する、
請求項2に記載の制御方法。 - 前記電力取引システムは、さらに、第2のユーザが使用する第2の電力設備であって前記蓄電設備と前記電力線を介して接続され、前記複数のサーバと前記ネットワークを介して通信可能な第2の電力設備を備え、
前記制御方法は、さらに、
前記ネットワークを介して前記第2の電力設備から、前記第2のユーザが購入を依頼する買電電力の量を示す買電量情報と、前記第2のユーザの電子署名とを含む第2のトランザクションデータを受け取るステップと、
受け取った前記第2のトランザクションデータを検証するステップと、
前記第2のトランザクションデータを検証するステップにおいて、前記第2のユーザの電子署名の検証及び前記第2のトランザクションデータの正当性の検証が成功した場合、前記第2のトランザクションデータを、前記第2のサーバに転送するステップと、
前記第2のサーバとともに、前記第2のトランザクションデータの前記正当性について合意するための第2のコンセンサスアルゴリズムを実行するステップと、
前記第2のコンセンサスアルゴリズムによって前記第2のトランザクションデータの前記正当性について合意された場合、前記第2のトランザクションデータを含むブロックを前記第1のサーバの前記分散台帳に録するステップと、を含む、
請求項1~3のいずれか1項に記載の制御方法。 - 前記制御方法は、さらに、
前記ネットワークを介して前記蓄電設備から、前記蓄電設備が保有している蓄電電力の量を示す蓄電量情報を含む蓄電情報を取得するステップと、
前記買電量情報と前記蓄電量情報とを比較して、前記蓄電設備から前記第2の電力設備への送電が可能か否かを判断するステップと、
前記蓄電設備から前記電力線を介して前記第2の電力設備への送電が可能である場合に、前記蓄電設備に対して前記第2の電力設備への送電を依頼し、
前記蓄電設備から前記第2の電力設備に蓄電電力が送電される旨の電力取引のマッチング結果を示す第3のトランザクションデータを生成するステップと、
前記第3のトランザクションデータを、前記第2のサーバに転送するステップと、
前記第2のサーバとともに、前記第3のトランザクションデータの正当性について合意するための第3のコンセンサスアルゴリズムを実行するステップと、
前記第3のコンセンサスアルゴリズムによって前記第3のトランザクションデータの前記正当性について合意された場合に、前記第3のトランザクションデータを含むブロックを前記第1のサーバの分散台帳に記録するステップと、を含む、
請求項4に記載の制御方法。 - 前記蓄電設備に対して前記第2の電力設備への送電を依頼するときには、
前記蓄電設備から前記第2の電力設備に蓄電電力が送電依頼された旨の電力取引のマッチング結果を示す第4のトランザクションデータを生成するステップと、
前記第4のトランザクションデータを、前記第2のサーバに転送するステップと、
前記第2のサーバとともに、前記第4のトランザクションデータの正当性について合意するための第4のコンセンサスアルゴリズムを実行するステップと、
前記第4のコンセンサスアルゴリズムによって前記第4のトランザクションデータの前記正当性について合意された場合に、前記第4のトランザクションデータを含むブロックを前記第1のサーバの分散台帳に記録するステップと、を含み、
前記第3のトランザクションデータは、さらに、前記蓄電設備から前記第2の電力設備に蓄電電力が送電されたことを示す情報を含む、
請求項5に記載の制御方法。 - 前記第1の電力設備及び前記第2の電力設備は、太陽光発電装置、ガス発電装置、風力発電装置の少なくとも一を含む、
請求項4~6のいずれか1項に記載の制御方法。 - 前記第2のコンセンサスアルゴリズムを実行するステップでは、
前記第2のサーバのそれぞれから前記第2のトランザクションデータの正当性検証が成功したか否かを示す第2報告を受け取るステップと、
前記第2報告の数が所定の数を超えたか否かを判定するステップとを含み、
前記第2報告の数が前記所定の数を超えたとき、前記第2のコンセンサスアルゴリズムによって前記第2のトランザクションデータの前記正当性について合意された場合であると判定するステップとを含む、
請求項4~7のいずれか1項に記載の制御方法。 - 前記第1のコンセンサスアルゴリズムを実行するステップでは、
前記第2のサーバのそれぞれから前記第1のトランザクションデータの正当性の検証が成功したか否かを示す第1報告を受け取るステップと、
前記第1報告の数が所定の数を超えたか否かを判定するステップと、
前記第1報告の数が前記所定の数を超えたとき、前記第1のコンセンサスアルゴリズムによって前記第1のトランザクションデータの前記正当性について合意証された場合であると判定するステップとを含む、
請求項1~8のいずれか1項に記載の制御方法。 - 前記第1のトランザクションデータを含むブロックを前記分散台帳に記録するステップの後において、さらに、前記第1のサーバが、前記第1のユーザに対してインセンティブの支払いを行った後に、前記インセンティブの支払いを行った旨を通知するステップを含む、
請求項1~9のいずれか1項に記載の制御方法。 - 第1のユーザが使用する第1の電力設備と、前記第1の電力設備と電力線を介して接続可能な蓄電設備と、前記第1の電力設備及び前記蓄電設備がネットワークを介して通信可能な複数のサーバとを備える電力取引システムにおける、前記第1の電力設備を制御するコントローラであって、
前記コントローラは、プロセッサと、前記プロセッサに所定の処理を実行させるプログラムが記憶されたメモリとを備え、
前記所定の処理は、
前記第1の電力設備の余剰電力量が所定の値以上であるか否かを判定するステップと、
前記余剰電力量が所定の値以上である場合、前記余剰電力量の少なくとも一部を送電電力として電力線を介して前記蓄電設備に送電させるステップと、
前記送電電力の量を示す送電量情報と、前記第1のユーザの電子署名とを含む第1のトランザクションデータを生成するステップと、
前記ネットワークを介して、前記第1のトランザクションデータを前記複数のサーバのうちの第1のサーバに送信するステップと、
前記第1のトランザクションデータの正当性が前記複数のサーバによって検証され、前記第1のトランザクションデータを含むブロックが前記複数のサーバそれぞれの分散台帳に記録された場合、前記送電電力の量に応じて前記第1のユーザに支払われる対価を示す対価情報をディスプレイに表示させるステップと、
前記第1のトランザクションデータの正当性が前記複数のサーバによって検証されなかった場合、検証されなかった旨を示す失敗情報を前記ディスプレイに表示させるステップとを含む、
コントローラ。 - 第1のユーザが使用する第1の電力設備と、前記第1の電力設備と電力線を介して接続された蓄電設備と、前記第1の電力設備及び前記蓄電設備がネットワークを介して通信可能な複数のサーバとを備える電力取引システムにおける、前記第1の電力設備の電力取引の情報を表示するディスプレイの制御方法であって、
前記第1の電力設備の余剰電力量が所定の値以上である場合に、前記余剰電力量の少なくとも一部を送電電力として、前記電力線を介して前記蓄電設備に送電したことを示す送電情報を前記ディスプレイに表示させるステップと、
前記送電電力の量を示す送電量情報と、前記第1のユーザの電子署名とを含む第1のトランザクションデータが、前記複数のサーバのうちの第1のサーバに送信されてから、前記複数のサーバによって前記第1のトランザクションデータの正当性が検証されるまでの間、前記第1のトランザクションデータの前記正当性を検証中であることを示す検証中情報を前記ディスプレイに表示させるステップと、
前記第1のトランザクションデータの正当性が前記複数のサーバによって検証された場合に、前記送電電力の量に応じて前記第1のユーザに支払われた対価を示す対価情報を前記ディスプレイに表示させるステップと、
前記第1のトランザクションデータの正当性が前記複数のサーバによって合意されなかった場合に、合意されなかった旨を示す失敗情報を前記ディスプレイに表示させるステップと、含む、
制御方法。 - 第1のユーザが使用する第1の電力設備と、
前記第1の電力設備と電力線を介して接続された蓄電設備と、
ネットワークを介して前記第1の電力設備及び前記蓄電設備に通信可能に接続された複数のサーバと、を備える電力取引システムであって、
前記第1の電力設備に含まれる第1コントローラは、
前記電力線を介して、前記第1の電力設備の余剰電力量の少なくとも一部を送電電力として前記蓄電設備に送電させ、
前記送電電力の量を示す送電量情報と、前記第1のユーザの電子署名とを含む第1のトランザクションデータを生成し、
前記ネットワークを介して、前記第1のトランザクションデータを、前記複数のサーバのうちの第1のサーバに送信し、
前記蓄電設備に含まれる第2コントローラは、
前記蓄電設備が前記第1の電力設備から受電した受電電力の量を示す受電量情報を含む受電情報を受電管理リストに記憶させ、
前記第1のサーバは、
前記ネットワークを介して前記蓄電設備から、前記受電情報を取得し、
前記受電情報を参照して、前記第1のトランザクションデータを検証し、
前記第1のトランザクションデータの検証において、前記第1のユーザの電子署名の検証及び前記第1のトランザクションデータの正当性の検証が成功した場合、前記第1のトランザクションデータを、複数の前記複数のサーバのうちの前記第1のサーバとは異なる複数の第2のサーバである第2のサーバに転送し、
前記第1のサーバと前記第2のサーバは、
前記第1のトランザクションデータについての第1のコンセンサスアルゴリズムを実行し、
前記第1のコンセンサスアルゴリズムによって前記第1のトランザクションデータの正当性が検証された場合、前記第1のトランザクションデータを含むブロックを前記第1のサーバの分散台帳に記録する、
電力取引システム。
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