スマートグリッド（英語：smart grid）とは、スマートメーターやHEMS の通信・制御機能を付加した電力網である。事業所や工場など、限られた範囲でエネルギー供給源から末端消費部分を通信網で管理するスマートグリッドは、特にマイクログリッドと呼ばれる。スマートグリッドが消費者利益に結びつくかどうかは未知数であるが、2009年からすでにIEEEによる標準化が始っている。理念と事業の素地は持続的開発を志向する固定価格買い取り制度にある。にわかに生まれたものではない。多くの邦書でアメリカ合衆国の電力事業者がスマートグリッドを考案したと書かれている。自然エネルギーを活用するという意味での事業としてはが1991年に発表した"Consumer Guide to Home Energy Savings" が下地であるらしい。技術面では無線アドホックネットワークが専門のがスマートメーターの核を作ったという。コンピュータで電力網を制御するという発想は目新しいものではなく、既に1970年代より提案されていた。米国の脆弱な送配電網を、新たに登場したコンピュータ技術により低コストで安全に運用する手法を模索する過程でスマートグリッド構想が生まれた。電力供給者と需要者をデジタル通信線によって結ぶスマートグリッドは家庭へデジタル回線を引き込む良い機会と考えられた。そして家庭電化製品のネットワーク化推進に失敗していた高機能家電への進出を狙うメーカーやデジタル通信用のデバイス・メーカー、さらにはITネットワークを主導している企業までが大きな関心を寄せるようになった。また、欧米や日本で電気自動車、太陽光発電などが推進され始めたのも、米国が官民を挙げて次世代の送配電網の必要性を論じるきっかけになった。米国が新たな電力網に"Smart Grid"と名づけて新たな産業分野を作ると、同様の動きが他の先進各国でも生じた。欧州は米国同様の構想で、域内の電力網の再構築・向上を検討している。電力網全体に新技術を盛り込んだデジタル式の通信および電力制御を行う装置を配置するだけでも、巨額投資が見込める。電力機器メーカーや設備工事業者だけでなく、自動車メーカーやデジタル通信装置に関わる多くの関連業界が新市場と捉え、特にこうした分野に技術的優位性を持つ日本や米国などでは官民一体で推進しており、周辺産業界とも協力してまずは国際的な標準化の確立を目指している。最小のコストで送電網を構築することに狙いがあるため構築コストの低減が大きな課題である。スマートグリッドの目的はコスト最小化である。具体的にはデジタル・コンピュータ内蔵の高機能な電力制御装置同士を発電設備から末端の電力機器までネットワークで結び合わせたり、従来型の中央制御では達成できない自律分散的な制御方式を取り入れたりすることで、電力網内での需給バランスの最適化調整（#逆潮流を参照）と事故や過負荷など（#従来型の電力系統の見直しを参照）に対する抗堪性を高める。スマートグリッドにより、停電防止や送電調整のほか多様な電力契約の実現や人件費削減等が可能になった。計画段階のものが多いが、一部が実施段階である。ハフィントン・ポストによると、テクニカルロス（機械などが老朽化によって故障し、漏電が発生など…）、そしてノンテクニカルロス（機械の故障では無く、人為的な盗電や、配電回路の設置ミスなど）を発見する為、スマートメーターに加えて、移動可能かつ、取り付け、取り外し作業が省コスト（作業時間の短縮、高所作業車不要によるランニングコストの軽減など）である事を前提としたクラウドシステム＋ワイヤレスシステム+スマートメーターのデータを活用したエネルギーロス感知システムがカナダAwesense社をはじめとする企業により開発され、アメリカ、カナダにて2010年より導入が始まっている。このシステムにより、故障個所や違法配線箇所などをピンポイントで発見できる様になり、早急な作業箇所の指定が可能になった。従来の感知システムに比べ1件当たりの感知コストが圧倒的に低い事により、システム全体の問題点を総点検し、ロスを最低限にしようとする動きが、特に盗電の多い地域で始まっている。このシステムを使用する事により、今までの仕組みでは回収できなかった支払われるべき料金、または改修すべき故障個所を早期に発見、問題解決に結びつける事が可能になり、早急な収益性の向上、結果的に電力料金の抑制につながる。様々な電力会社が、近い将来にこの仕組みを取り入れると予想されている。アメリカ国内のみで約160億ドル、そして世界全体で約2000億ドルと言われているロスを発見し、回収、または改修することで、経営状態の改善、また健全なインフラシステムの構築へ向けた電力会社の動きが始まっている。アムステルダム市では「アムステルダム・スマートシティー・プログラム」によって、2つのエリアの合計約1,200件の一般住宅にGPRS規格の無線通信機能を備えたスマートメーターを設置している。イタリアでは2000年から導入が始まり、既に約2,800万台が国内の住宅に設置されている。英国・フランス・スペイン・ポルトガルで約1億台、中国で6,000万台以上の導入が予定されている。米国でも数千万台の導入が予定され、米国カリフォルニア州のPacific Gas and Electric社はすでに200万個を設置済みであり、約1,000万個の家電制御機能付きスマートメーターに取り替える予定である。世界的に通信方法の標準化は完了しておらず、ZigBee、Z-Wave、G3-PLCといった異なる方式の採用が進んでいる。。メーターが故障した場合は、そのものを交換、あるいは修理しなければ停電でなくても電気を使うことが出来ない。HEMS（ヘムス）は「Home Energy Management System」の略で、家庭内エネルギー管理システムのことを指す。家庭内にあって家電機器の電力消費量を表示したり、遠隔的に運転を制御する。家庭や工場といった通常は電力を消費する側が、反対に電力系統へ電気を送り出す電力のことを「逆潮流」と呼ぶ。電力系統内で配電する電力の容量は電力消費の大小、つまり需要に応じて設計されているが、逆潮流ではこの設計時に想定しなかった供給者が電力系統へ加わることになる。例えば日本の電力会社は「99.9999%の高い確度で周波数は規定内に収まっている」とその安定度を強調するが、欧米の電力網と比較すると規定の許容範囲は、60±0.2Hz以内、（中部電力 時差±10秒以内）50±0.2Hz以内、（東京電力 時差±15秒以内）と緩い。極めて安定な電力供給は当然のように考えられてきたが、停電などの大きな障害は別としても、逆潮流のような電力の安定性を阻害する要因の登場に対して、本当に電圧や周波数の変動を避けるために大きな設備投資が今後も必要か疑問の声が出始めている。周波数だけ見ても、産業用などで使われる同期式モーターのような今となっては特殊な物を除けば、多くの機器が正しい周波数を必要とはせずに、インバーター式による操作性と運転効率の改善による省エネルギーを志向する時代になっている。電圧についても、インバーター式の電源や直流動作のために内部で電圧の自動調整を行う電源回路を備える電気製品が主流となり、少しくらいの電圧の変化は多くの機器では全く影響しないようになっている。電話回線では、専用回線によって高い通信品質を維持しできたが、それを構築して維持管理するのに大きなコストをかけてきた。デジタル通信でも当初はコストをかけた専用回線や伝送品質を保証する回線でスタートした後、今では品質と同程度に低コスト性にも配慮してベストエフォート方式を採用したIPネットワークが世界中を席巻しているが、品質に不満の声はあまり聞かれない。逆潮流に対応するため電力網への追加投資が必要だとする議論もあるが、通信回線サービスが高い品質維持からベストエフォートへと変わったように、電力サービスにおいて極端な高品質化の維持にコストを掛け続ける必要があるのか、ベストエフォートではだめなのか再検討を求める意見もある。電力網には、通信網には存在し得ない合成の誤謬を考慮する必要もある。1987年7月23日首都圏大停電の原因の一つにインバータ機器の負荷の定電力特性があり、配電線の電圧降下に対して負荷となるインバータ機器が電力を確保しようとして電流を多く取り込むように制御された結果、送配電網の電圧制御機能が限界に達したことが指摘されている。ただし、現在ではこのような過負荷による大規模停電はスマート化によって防止できると考えられる。英国とイタリアでは、電力料金の不払いに対応するためにスマートメーターの導入を進めている。1995-2012年の送電系統広域監視システムに関する特許登録件数では、米国市場ですらゼネラル・エレクトリックがABBグループにあと一歩及ばない（28対31）。アメリカ合衆国ではカリフォルニア州の電力危機やニューヨークの大停電をきっかけに、送配電網の整備を求める声が大きくなった。2003年の大停電事故の1ヵ月前に、米エネルギー省は「Grid2030」という送配電網の近代化に関するレポートを発表していた。2007年12月には「スマートグリッド」関連の投資資金補助や試験プロジェクトの予算に1億米ドルを拠出することを法律で決めた。バラク・オバマ大統領の就任1ヵ月後の2009年2月には、景気刺激策である「米国再生・再投資法」(American Recovery and Reinvestment Act, ARRA) の一部として、「スマートグリッド」関連分野に110億米ドル（日本円で1兆1000億円相当）を拠出することを決めた。これが今日、米国の通信とIT機器メーカーの間まで広がったスマートグリッド・ブームのきっかけとなった。ニューメキシコ州では州政府と日本の新エネルギー・産業技術総合開発機構 (NEDO) が中心となり、スマートグリッド構想に基づく実証研究プロジェクト「Green Grid」を企画している。日本の経済産業省は以前より州政府と太陽熱発電などの再生可能エネルギーで繋がりがあり、協力関係にあった。2009年2月には州政府から日本へ提案され、4月に会合が持たれて、6月末までにプロジェクト概要を提案し、2009年の夏には可否が決定される予定である。5MWの配電線（フィーダー線）1本を対象にして、1,200軒の家庭、1つの学校、複数の事業所を含む地域の電力網に2MWの電力貯蔵施設と1MWの太陽光発電施設を加えた。オバマ大統領はアメリカ連邦議会 に対して、代替エネルギーの生産を2009年からの3年間で2倍にし、新しい「スマートグリッド」を建設するための法案を通過させるために遅滞なく行動するように要請した。化石燃料と温暖化ガスの排出削減は、エネルギー安全保障や地球温暖化問題の対策の1つとして多くの政府が推進している。米国の電力消費量を5%削減できれば、5,300万台分の自動車に相当する化石燃料の節約と温暖化ガス排出量の削減が実現するといわれており、実現手段の1つとしてスマートグリッドが検討されている。スマートグリッドによる米国国内の電力網の変化は、2009年現在から既に始まったスマートメーターの導入であり、既に全米では8州を除く42の州政府が政策での何らかの形でスマートメーターへの取り組みを示しており、一部は取付け段階である。2011年から2020年頃までには、無線や有線通信によって家庭内の電気を使用する機器類の電力使用を遠隔操作することが想定されている（）。米国の動きに対応して、日本を含む世界中の企業が将来の大きな市場を目指して自社の持てる技術を宣伝している。元々日本では、電力会社が大口需要家（工場、大規模ビル等）向けに光ファイバ等を用いて電力消費量をほぼリアルタイムにモニタリングするシステム（一般的に電力会社においてロードサーベイと呼ばれるもの）が1990年代より構築されている。一例を挙げると、東京電力では1995年、九州電力では1996年より同種のシステムが順次導入されている。現在日本国内で開発が進められているスマートグリッド技術の多くは、このロードサーベイから発展したものである。住友電気工業や住友精密工業により電力網構想が提案されており、太陽光発電と高温超電導直流電力ケーブルの組み合わせによる地球規模の電力網敷設を段階的に推進する「PPLPソリッドDC・超長距離・大容量・国際連系・海底ケーブル」によって、最終的には人類の必要とする全エネルギーを再生可能な手段によって得ることを目指している。経済産業省の望月晴文事務次官は2009年2月19日の記者会見で、アメリカでスマートグリッドが提唱されているのは送電網がつぎはぎだらけなためによく大停電を起こすのが理由で、日本は送電網がしっかりしているから追従する必要はないのではないかという見方を示した。東京工業大学・東京電力・東芝・日立製作所などが共同で「日本版スマートグリッド」実証実験を東工大キャンパスで2010年度から行うと報道された。実験に東芝･日立製作所･東芝三菱電機産業システム・富士電機システムズ（現富士電機）・明電舎・伊藤忠商事・関電工の参加が決まっており、期間は3年間の予定である。実証実験では実際の家庭生活を想定し、家庭用の太陽光パネルを設置して冷蔵庫などの一般的な家電製品や電気自動車、ヒートポンプ式給湯器に利用する一方、余った電力については蓄電池にためたり、電力会社に実際に売ったりするという。電力の売買状況をコンピューターで把握し、コンピューター内にシミュレートした送電線網への影響を分析。送電線網に影響を与えずに太陽光発電を有効利用できる売電の時間帯や電気自動車への充電時間帯などを検証する。日本より米国の方がスマートグリッド参入に意向や興味を示している企業は多種多様だが、日本国内では家庭内通信まで踏み込んだ改革を目指す計画ではなく、新築住宅などでの家庭用太陽光発電と家庭用コジェネレーション装置といった家庭での自家発電が進められている。日本国内は電力網でもロードサーベイに代表される電力監視センサのネットワークが充実してきており、各電力会社は需要家の負荷変動を予測しながら細かな変動は電力監視のネットワークで随時把握し細かな対応を行えるとしており、米国のように一般家庭の家電製品を電力需要に応じて遠隔制御する取り組みに積極的でない。欧米や中国などが進める大規模なスマートグリッド計画と対照的に、日本では産官学共同にも関わらず小規模な実証試験ばかり少数行われる程度の現状が"ガラパゴス化"に繋がるのではないかと危惧する声も出ている。2008年に国際電気標準会議が"Strategic Group 3" を設置して本格的に標準化を計画するようになった。IEEEでは2009年からP2030規格(スマートグリッドの相互運用性に関する指針)の策定に当たった。また米国政府は、NISTへ機器・システム間での相互運用性確保に関連した標準規格（機器・システム自体の標準規格ではない）の選定を指示した。NISTはこれを受けてEPRIと委託契約を行い、中間報告書が公表された。IEEE2030は2011年9月に標準化が完了している。IEEE1888: （スマートグリッドを想定した）次世代のビル管理・ビルエネルギー管理(BEMS)部門の通信規格。ECHONET Lite: ECHONETコンソーシアムが策定した家電のネットワーク通信規格。家庭のエネルギー管理(HEMS)部門での利用が想定されている。IEEE802.15.4g: Smart Utility Network(SUN)と呼ばれ、微弱無線でマルチホップ式に、センサ・データを収集することができる通信規格である。ZigBeeやHomePlug Powerline Allianceなどの企業も宅内電気機器に採用されるよう働きかけを行っている。

出典:wikipedia