電力全面自由化に際して、大手電力各社は制度設計の行方が見えない中、大規模なITシステムを短期間で開発しなければならなかった。それゆえ開発プロジェクトは困難を極めた――とされる。本当に「難しいプロジェクトだった」と額面通りに受け止めるても良いのか。大手電力が開発したITシステムの規模やプロジェクトの期間、制度設計の影響から検証する。

 大手電力各社は2016年4月の小売り全面自由化に向けて、大きく2つのITシステムを開発してきた。1つは、日々膨大な計算を処理する「託送業務システム」。もう1つは、電気の利用者(需要家)が電力会社を切り替える際、電力広域的運営推進機関(広域機関)のITシステムと連携して手続きを進める「スイッチング支援対応システム」である。いずれも大手電力の送配電部門が保有するシステムだ。

 託送業務システムとひと口に言っても、内包する機能は多岐にわたる。例えば、スマートメーターを設置した時点から検針日までの使用電力量の累計値を示す「指示数」を、ネットワーク経由で30分ごとにスマートメーターから収集する機能。また、前回取り込んだ指示数を、今回の指示数から差し引いて使用電力量の「30分値」を算出し、需要家ごとに仕分けしたうえで小売電気事業者(新電力)に提供する機能。一連の処理を原則として計量から60分以内に完了させる。

 *編集部注:小売電気事業者は電力の需要と供給を30分単位で一致させる「同時同量」の義務を負っている。スマートメーターの指示数から算出する30分間の使用電力量(30分値)は、需要側の基本データとなる。

 さらに、託送業務システムは30分値をデータベースに次々と格納していき、月間使用電力量の「確定値」を算出するため、需要家当たり1カ月分で1440個の30分値を集計。XMLと呼ぶ汎用的なデータ形式のファイルを作成して、小売電気事業者がアクセス可能なサーバーにアップロードする。各住宅に設置したスマートメーターは、大手電力の資産だ。大手電力の送配電部門が、スマートメーターを使って使用電力量を計測し、そのデータを小売電気事業者に渡すことで、小売電気事業者は需要家に請求する電気料金を計算したり、直近の需要実績に基づき需要計画を見直したりできる。

 中部電力や北海道電力が長らく誤っていた「インバランス量」の算定や、余剰・不足インバランスの発生に伴う料金精算、託送料金の計算や請求も託送業務システムが担う。(自由化後に起きたトラブルについては「電力ビジネス、ITに翻弄、ITで混乱」を参照されたい。)

 一方、スイッチング支援対応システムは、小売電気事業者に「供給地点特定番号」をはじめとする設備情報や、最大過去13カ月分の使用電力量を提供する。加えて、小売電気事業者からの申し込みを受けて、託送供給(大手電力の送配電網を利用した電力の供給)の廃止と開始の手続きを実行する。

 大手電力各社にとって特に悩ましかったのは、一部で開発の遅れが指摘されていた託送業務システムである。大量の計算の高速処理が求められるうえ、開発に費やせる期間にあまり余裕がなかった。そのうえ制度の行方を想定しながら開発プロジェクトを進めざるを得なかったため、想定が外れたときにシステムの設計そのものを根本から見直す状況に直面した。

システム規模:東京証券取引所に迫る膨大な処理件数

 1年365日、毎日1億8984万件――。これは、全国10社の大手電力会社が運用する託送業務システムが計算している使用電力量の30分値の最大処理件数である。中でも需要家数が多い東京電力エリアと関西電力エリアの処理件数は非常に多く、1日当たり東京電力パワーグリッド(東電の送配電事業会社)で9875万件、関電で4013万件にのぼる計算だ。

 いずれも広域機関が公表した2017年5月末時点のスイッチング開始申請の件数を基に概算した数値なので、厳密には同時期の30分値の処理件数はこれよりも少なくなる。電気の利用者宅にスマートメーターが未設置の場合、大手電力がスマートメーターや通信設備を新たに設置するなど、託送供給が実際に始まるまでに1カ月間程度のタイムラグが生じるからである。契約の切り替えが完了した実績数は、開始申請件数より10%余り少ないとされる。それでも全国で400万件近くのスイッチング開始申請があった現在、大手電力各社の託送業務システムが日々、膨大な量の計算を処理していることには違いない。

 業務や処理の内容が異なる他のITシステムと単純比較するのは必ずしも適切ではないが、託送業務システムの処理の規模感をイメージするために、敢えて1つの例を挙げたい。世界三大証券市場の一つ、日本取引所グループの東京証券取引所が運用している株式売買システムである。

 東証は2015年9月、注文件数の急増や、短時間に集中する傾向が強まってきた注文に耐えられるようにすべく、新たな株式売買システムを稼働させた。1日に2億7000万件の注文をさばけるよう設計した新システムは、世界屈指の処理性能を誇る。

 全国の需要家による電力会社の契約切り替えが今より170万件ほど増えると、大手電力各社の託送業務システム全体で、東証の株式売買システムと同等規模の処理を30分値の計算だけで実行することになる。そうなる日は遠くない。スイッチング開始申請の件数は毎月25万~30万件で増え続けており、2017年末には1日あたりの計算量が全国で2億7000万件を超える公算が大きい。

開発期間:猶予は2年未満、手戻り覚悟でスタート

 電力全面自由化を決めた「電気事業法等の一部を改正する法律」(第2弾)が国会で成立したのは2014年6月。自由化のスタートは22カ月後の2016年4月である。これをみて、「開発期間は2年近くもあった」という指摘があるかもしれない。だが、それは意地悪が少し過ぎる。参考までに、前出の東証の株式売買システムの場合、2012年12月にプロジェクトをスタートさせから本番稼働まで約2年10カ月をかけた。

 大手電力に許された託送業務システムの開発期間は2年未満。しかも、その期間をフルに開発に生かせる状況ではなかった。法律が成立した段階で、託送料金(送配電網の使用料金)に関する制度などの詳細が固まっていなかったためである。

 電気事業法の改正と同時に託送業務システムの開発プロジェクトをスタートさせたとしても、肝心の制度が固まらなければ、ITシステムの処理内容や実装する機能を詳細に決めることができない。処理内容や機能が決まらない、すなわちITシステムにどういった処理をさせるか見当がつかない状態では、プログラムを作れないことは言うまでもない。

 限られた期間と見えない制度に、大手電力のIT部門が早くから焦りを覚えていたことは容易に想像できる。

 例えば、関電は電気事業法改正に先んじて、2014年4月に託送業務システムの開発プロジェクトを正式に発足。その1年ほど前から、自由化で先行する欧米の電力業界の調査を進めてきた。自社の託送業務システムに求められる新機能や改修など、全面自由化に伴う開発プロジェクトの内容に当たりをつけるためである。事前調査の結果を踏まえ、関電は「高圧向けに運用してきた既存の託送業務システムを改良し、低圧分野に不可欠な機能を満たす」という大方針をプロジェクトの立ち上げ当初から固めていた。

 システムの要件定義に不可欠な制度の内容が固まっていないなか、仮説と想定を駆使して進めるプロジェクトに、どれだけリスクがあるか。ITシステムの開発に携わった経験があれば、不安が頭をよぎるだろう。

 それでも、とにかく手を動かす必要に迫られた。関電IT戦略室情報通信センター電力流通システムグループの木村健吾担当課長は、「不測の事態が発生しても対処できる期間を十分に確保する必要があった」と振り返る。そのためにも、既存のシステムをなるべく活用するという大方針の下、開発プロジェクトを早期に立ち上げるしか道がなかったのである。

制度:基本設計終了後に制度変更、ゼロから再検討へ

 関電が描いていたプロジェクトのスケジュールは、こうだ。

 2014年4月から7月末までに託送業務の要件を満たすシステムの基本設計を終え、8月から実装する機能の詳細な設計やプログラムの開発をスタートさせる。2015年4月までの9カ月間でひと通り開発を終わらせた後、5月から約1年がかりでシステムの単体テストや総合テストをする。

 関電はスケジュールに従って基本設計を進めたものの、仮説と想定に基づく設計は案の定、早々に見直さざるを得なくなった。その典型例が、30分値の扱いである。

 一般送配電事業者が小売電気事業者に30分値を提供するタイミングについて、「計量から60分以内」という方針を経済産業省「電力システム改革小委員会」が示したのは、2014年7月30日。このとき関電は「基本設計をほぼ終えていた」(電力流通事業本部送電サービスセンター託送管理グループの丸山喜広副長)。

 関電はもともと、当日分の30分値を翌日に一括して小売電気事業者に提供する想定で、託送業務システムを設計していた。スマートメーターから取り込んだ指示数を基に、48個の30分値を1日に1回、夜間バッチ処理でまとめて計算。夜のうちに小売電気事業者ごとに仕分けした30分値のファイルを情報提供用サーバーにアップロードしておき、Web経由かファイル転送で各小売電気事業者に利用してもらう仕様だった。

 しかし、計量から60分以内の提供となったことで「基本設計の一部を捨ててゼロから再検討することになった」と、関電IT戦略室の木村担当課長は話す。処理内容が想定とまったく違うものになり、システムの構成そのものを見直さなければならなかったからだ。具体的には、スマートメーターから指示数を取り込むのとほぼ同時に30分値を計算し、小売電気事業者ごとの仕分けと提供を短時間で完了させる仕組みが必要になった。

 高圧分野では計量から30分以内に30分値を提供する仕組みが動いている。そのため低圧の30分値の60分以内提供は問題なく実現できそうにも思える。だが、ITシステムの細かい処理内容まで考えると、必ずしも一筋縄ではいかないことが分かる。

 同じスマートメーターでも高圧向けと低圧向けでは機能が異なるためだ。前者は、メーター側で30分値のデータを保有している。したがって高圧分野では、スマートメーターから託送業務システムに取り込んだデータを、そのまま30分値として小売電気事業者に提供できる。

 他方、低圧向けのスマートメーターは、指示数しか記録していない。小売電気事業者に30分値を提供する前工程として、託送業務システム側で指示数の減算処理を行い、30分値を算出する必要がある。1件ごとの処理は単純な減算だが、高圧では各所に分散した個々のスマートメーターがそれぞれ担う作業を、低圧ではすべて託送業務システムが処理する。スマートメーターの設置台数が増えるにつれて、託送業務システム側の処理負荷は高まる。

 計量から60分以内に、繰り返し多量の30分値を計算するため、関電は本来なら詳細設計や開発に着手する計画だった8月に入って急きょ、要件を満たすシステム構成を再検討。データの読み込み書き出しを高速化するインメモリーデータベースの導入を決めた。製品選定作業を進め、プロジェクトの遅れを最小限にとどめるべく数週間のうちに、社内の他システムで利用実績があった製品の採用を決めて開発に着手した。

「総じて成功」も、軽微なトラブルは避けられず

 関電は、確定値や託送料金の計算など2016年4月1日より後ろに稼働時期がずれ込んでも業務に支障をきたさない機能を除き、2015年12月末から順次動かし始めると同時に性能チューニングや不具合の解消を図り、託送業務システムの品質を高めていった。その結果、30分値提供の本番となる2016年4月1日午前0時から「ノートラブルとは言わないが、大よそ問題なく動かすことができた」(IT戦略室の木村担当課長)。

 とはいえ、手戻りを余儀なくされた基本設計が以後の開発やテストの工程に食い込んだ影響は、皆無ではない。限られたテスト期間で洗い出しきれなかった軽微な不具合が、託送業務システムの稼働後に顕在化するケースもあった。

 例えば、小売電気事業者に提供する30分値に併せて記載する「事業者名称」が、一部で正しく生成できない問題が本番後に発覚した。半角80桁以内で事業者名称を記載すべきところ、誤って全角80桁以内で記載したため、長い名前の事業者の名称が欠落した。木村担当課長は「全角だと勘違いしたまま開発を進め、最後のテストでも不具合を漏らしてしまった」と悔やむ。

 そもそも、全面自由化から1年以上が経過した現時点でも、託送業務の要件をすべてシステムが満たしているわけではない。「プロジェクトの期間を十分に取れなかった」(木村担当課長)こともあり、発生頻度が少ない例外処理に相当する機能は実装を先送りし、当面は手作業でしのぐことにしたからだ。そのため関電は託送業務システムのプロジェクトを解散せず、積み残した機能の開発とテスト作業を今も続けている。

栗原 雅(くりはら・もと)
1998年、日経BP社に入社。日経コンピュータや日本経済新聞の記者として国内外企業のIT活用事例やITベンダーの経営戦略、最新技術動向を取材。2006年に独立後、IT専門誌の立ち上げや企業のオウンドメディアのプロデュースを手掛ける。趣味はレスリング(ただし、観戦)。稲門レスリング倶楽部常任委員
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