電力分野におけるエッジコンピューティングの応用事例

私たちが気候の移行期にあり、是正措置が取られなければその影響が地球に直接影響を及ぼすであろうことは、ますます明らかになっています。このような背景から、欧州グリーンディールは、2050年までにヨーロッパを気候中立にするためのいくつかの取り組みを打ち出しています。

これらの目標を達成するための手段は、一方では規制であり、財政政策や価格政策を修正する必要があり、新しいエネルギーシステムへの移行に向けて特定の部門にインセンティブと資金を提供する必要がある。一方、テクノロジーへの投資も同様に重要です。生産をより脱炭素化、分散化、デジタル化へと変革するのに役立つ新技術の研究開発への投資が必要です。

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なぜエッジ コンピューティングが話題になり、電気分野でどのように応用できるのかが注目されているのでしょうか?

この文脈において、電力網がこの破壊的な変革プロセスに浸っていることがわかります。この変更を推進する要件の一部は次のとおりです。

• 電気自動車やヒートポンプなどの新しいエネルギー源を統合する必要がある
• エネルギーは分散的に生成され、貯蔵される必要があります。私たちが話すのは、もはや消費者ではなく、エネルギー コミュニティで結集できるプロシューマー (生産者と消費者) です。
• ユーザー、規制当局、その他のエージェントに、より多くの、より良い情報を提供するための規制またはビジネス要件
• 流通業者、マーケティング担当者、バリューチェーン内のその他の関係者は、競争が激化する環境において顧客ロイヤルティを構築するために新しいサービスを提供する必要があります。

これらすべての要件により、将来のグリッドでは多方向のエネルギー源を管理する必要があり、そのためには公益事業会社、そのサプライヤー、パートナー、顧客間のリアルタイムの情報が必要になります。

特に、地理的に分散した数千の変電所、カバレッジと接続性の問題、およびほぼリアルタイムの意思決定のニーズがある中電圧および低電圧グリッドの場合、遅延、コスト、およびスケーラビリティの問題により、クラウドは実行可能なオプションとしては限られています。一方、SCADA テクノロジーは高度に自動化指向であり、独自の柔軟性に欠け、アクセスしにくいデータ構造により、新たな要求に最適に対応できません。

電力業界におけるエッジコンピューティングの役割

電力分野におけるエッジ コンピューティングとは、各変電所または変電所センターにローカル コンピューティング デバイスを導入することを意味します。ローカル コンピューティングを実装すると、データの保存と処理能力が必要な場所に近づきます。したがって、ソリューションのスケーラビリティ、応答時間が向上し、帯域幅と運用コストが節約されます。

この新しいデバイスは次のことが可能です。

• IEC-102、IEC-104、IEC-61850、DNP3、Modbusなどの電気プロトコルを介して、従来の機器と新しい負荷間の情報を統合します。
• AIアルゴリズム、正規化、ローカルデータストレージによる処理。多くの場合、Dockerコンテナを通じて工業化される。
• 変電所間の「メッシュ」通信。従来は隣接する変電所との PLC 通信のみを介して行われていました。

これらの機能により、データを活用して変電所を操作する能力が飛躍的に向上します。検査時間が短縮され、修理の失敗や技術的および非技術的な品質損失が大幅に削減されます。また、ユーザーに関するリアルタイムの情報を基に、新たなサービスやビジネス製品を生み出す機会も生まれます。

ただし、エッジ コンピューティングには、次のような対処が必要ないくつかの重要な課題があります。

• 変革センターで運用されているさまざまなプロバイダーの適切な統合をどのように確保すればよいでしょうか?
• ネットワーク内の複数のエッジ ポイントが関与する可能性のあるアルゴリズムの実行をどのように調整するのでしょうか?
• 分散デプロイメントのライフサイクル (インストール、構成、メンテナンス、廃止) を自動化して、スケーラブルかつ実行可能にするにはどうすればよいでしょうか?
• このような分散化された重要な環境で、データとデバイスのサイバーセキュリティをどのように維持すればよいのでしょうか?

エネルギー企業は、エッジ コンピューティング プロジェクトを開始する前に、これらの質問に答える必要があります。