We do IT in power
CIM Integracijska
platforma
Fiesa, 26. november 2010
Blaž Ovnik
1
Kaj je CIM?
CIM … Common Information Model
je nabor standardov IEC 61970 in IEC 61968 namenjen centrom vodenja.
Omogoča interoperabilnost in izmenjavo podatkov med različnimi IT sistemi
za energetska podjetja.
2
Kaj je integracijska platforma?
•Integracijska platforma povezuje različne IT sisteme kot so SCADA/DMS, AMI,
GIS, CRM, …
•Bazira na IEC 61968 in 61970 (CIM-XML) standardu
•Uporablja SOA
•Z novimi “Smart Grid” applikacijami dviguje dodano vrednost AMI,
SCADA/DMS/EMS/OMS... sistemom
3
Integracijska platforma
CIM XML
WEB Editor
Power system model
importer/exporter
Power system model
Browser/Editor
WEB Reporting Services
GDA
HSDA
TSDA
GES
OpenESB
Syncronizer
RDBMS
Shema modulov CIM integracijske platforme.
4
Osnovni moduli
SCADA/
DMS
GDA
AMI
SCADA/
DMS
AMI
HSDA
SCADA/
DMS
TSDA
AMI
SCADA/
DMS
GES
OpenESB
Shema potrebnih modulov za integracijo različnih sistemov.
5
Tok podatkov GDA (Generic Data Access)
CIM XML
File
XML Parser
GDA Client
WEB Visual
Editor
XML Parser
GDA Client
SCADA Broker
XML Parser
GDA Client
AMI Broker
XML Parser
GDA Client
GDA
OpenESB
GDA dovoljuje klientu dostop do podatkov, ki jih vzdržuje druga
komponenta ali sistem brez vednosti logične sheme uporabljene za
notranje hranjenje podatkov.
6
Tok podatkov HSDA (High Speed Data Access)
Visual Editor
SCADA Broker
XML Parser
XML Parser
HSDA Client
HSDA Client
AMI Broker
XML Parser
HSDA Client
HSDA
OpenESB
Majhne količine podatkov se prenesejo z majhno zakasnitvijo, velike
količine podatkov se prenesejo v kratkem času vendar z možnostjo daljše
zakasnitve.
7
Ponujena rešitev na CIM
SCADA/DMS
GDB.DAQ
CRM (3rd)
GIS (3rd)
Integration Platform
GDB.SGM
8
GDB.DAQ
•GDB.DAQ sistem je nabor komunikacijskih protokolov iz področja AMI, SAS
(Substation Automation System) in centrov vodenja
•Substation Automation
•IEC 61850
•IEC 60970-5-101
•IEC 60970-5-103
•IEC 60970-5-104
•DNP 3.0
•AMI – Automatic Meter Infrastructure
•DLMS/COSEM
•Centri vodenja:
•ICCP
9
GDB.SGM –Smart Grid Management
Za potrebe pametnih omrežij smo klasično funkcionalnost centra
vodenja nadgradili še s funkcijami, ki so navedene v naslednjih poglavjih.
Z integracijo SCADA/DMS in AMI sistema (GDB.SmartGrids Management
– GDB.SGM) je možno pridobivati ustrezne podatke praktično od
vsakega še tako majhnega uporabnika. Uporaba teh podatkov in njihova
obdelava pa naročniku omogoča med drugim naslednje nove
funkcionalnosti:
10
GDB.SGM –Smart Grid Management
Krmiljenje konice (Peak Load Shifting)
GDB.SGM z uporabo različnih metod gladi konično porabo električne
energije. Posamezni način se izbere avtomatično glede na podatek o tipu
porabnika, pogodbe o dobavi električne energije in tipu zahteve.
Primer depeše iz ELES-a – Load Scheding)
GDB.SGM omogoča distribucijskemu podjetju, da nadzoruje in
upravljanje s posameznimi porabniki. Porabniki se nadzirajo preko
digitalnih izhodov ali preko MBUSa, pač odvisno od tipa števca. Tipični
porabniki, ki se lahko nadzirajo in upravljajo na tak način so gretje in
hlajenje, v bodočnosti pa tudi razni gospodinjski aparati ter ostale
časovno nekritične električne naprave.
11
GDB.SGM –Smart Grid Management
Dinamično tarifiranje (Time-of-use Based Tariffs)
Odjemalcem lahko ponudimo različne tarifne sheme glede na način
odjema. Trenutna cena električne energije za posameznega porabnika je
lahko objavljena na WEB in WAP portalih, lahko pa jo pošiljamo preko
SMS sporočil oz. tudi na namenskih prikazovalnikih, ki so vgrajeni pri
potrošniku.
12
GDB.SGM –Smart Grid Management
Daljinski nadzor porabnikov (Remote Load Control)
Uporaba AMI v povezavi s SCADA/DMS funkcionalnostjo omogoča
popoln nadzor nad posameznim merilnim mestom tako, kot danes to
omogočajo RTU-ji v posameznih RTP-jih ali TP-jih.
13
GDB.SGM –Smart Grid Management
Dogovorjen zmanjšan odjem (Demand response)
Vgradnja AMI v povezavi s SCADA/DMS funkcionalnostjo omogoča tudi
sklepanje posebnih dogovorov s posameznimi odjemalci o zmanjšanju
odjema ali celo popolnem izklopu v primeru pomanjkanja energije v
sistemu.
14
GDB.SGM –Smart Grid Management
Omejevanje – zmanjšanje porabe (Load Scheding)
AMI nam omogoča omejitev porabe samo posameznim porabnikom in
ne kakor je dosedanja praksa, ko smo izklapljali celotne srednje
napetostne izvode. S tem lahko posežemo v zmanjšanje porabe vseh in
ne samo določenih izvodov. Na ta način zmanjšamo negativne posledice,
saj nam porabnikov ni potrebno odklopiti, ampak jim samo omejimo
porabo. Prav tako pa se učinek take odločitve razprši in ni več geografsko
koncentriran, kot je bil do sedaj.
15
GDB.SGM –Smart Grid Management
Daljinski izklop (Remote Switch-off)
Sistem omogoča daljinsko izključitev posameznega odjemalca v primeru
neplačevanja, prekoračitve dogovorjenega odjema ali v drugih v naprej
dogovorjenih primerih.
16
GDB.SGM –Smart Grid Management
Mrežne operacije (Network Operation)
AMI sistem omogoča zajem meritev iz nizkonapetostnega
elektroenergetskega omrežja, kar v povezavi s SCADA/DMS sistemom
omogoča izvedbo optimizacije na celotnem omrežju.
Ta aplikacija nam poleg nadzora posameznih odjemalcev omogoča tudi
nadzor nad razpršeno generacijo malih proizvajalcev električne energije.
Kar pomeni tudi bolj ekonomično upravljanje mreže, kar je tudi glavni cilj
tega programskega paketa.
17
GDB.SGM –Smart Grid Management
Nadzor celotnega DEES v realnem času
(Real-time network monitoring)
Ker so števci v AMI sistemu praktično RTU-ji za posamezno merilno mesto, so
tako pridobljeni podatki iz omrežja zelo zanesljivi, kar pomeni, zanesljiv
nadzor in naslednje funkcionalnosti:
•Optimizacija omrežja (Distribution network optimization)
•Nadzor nad topologijo (Network Topology Control)
•Nadzor nad izpadi (Blackout Management)
•Vodenje in nadzor proizvodnih virov (Power plant monitoring and control)
•Izdaja delovnih nalogov in nadzor nad ekipami na terenu (Work orders and
Crew Management)
18
GDB.SGM –Smart Grid Management
Spremljanje kakovosti
Na podlagi podatkov shranjenih v podatkovnem skladišču spremljamo
kakovost naših storitev in kvaliteto energije v mreži:
• »power factors« kazalce (fazni kot, višji harmoniki...)
• število in dolžina izpadov
• predvidena nedobavljena energija
• število nenapajanih odjemalcev
• različne kazalce (SAIDI, CAIDI, MAIFI in SAIFI)
19
GDB.SGM –Smart Grid Management
Analiza podatkov
Na podlagi podatkov iz SCADA/DMS sistema in AMI sistema GDB.SGM
paket pripravi naslednja poročila:
•Grupiranje alarmov (Agregation of alarms)
•Nadzor nad krajo energije in prevarami (Theft and Fraud Detection)
•Nadzor nad premoščanjem števcev (Meter Tamper Detection)
•Nadzor nad izgubami (Network Leak Detection)
20
GDB.SGM –Smart Grid Management
Podpora odjemalcem (Customer Support Functions)
Te funkcije so namenjene za izboljšanje kakovosti oskrbe in spremljanje
odjemalčeve porabe:
•Nadzor nad izpadi in klicni center (Trouble call and outage management)
•Poročanje o stroških porabe (Billing Data Reports)
•Analiza porabe (Energy consumption analisys)
•Poraba v načinu pripravljenost (Stand-by consumption)
•Vršna poraba (Peak Consumption)
•Odjemalčev profil porabe (Customer load profile)
21
Integracija IEC 61850 protokola v CIM za SAS
Integracijski mehanizem in tok podatkov z IEC 61850 in CIM
Kaj je je IEC 61850?
IEC 61850 …
standard za postajne podatke.
Omogoča nadzor, meritve in aktivno kontrolo preko internet omrežja. Protokol
poleg metod prenosa podatkov omogoča tudi virtualizacijo realnih naprav v
informacijski model.
Oba standarda uporabljata XML za predstavitev podatkov.
Oba standarda sta pod pristojnostjo IEC TC57 delovnih skupin
(http://cimug.ucaiug.org ). To jim da enako logiko in ju naredi »kompatibilna«.
22
Integracija IEC 61850 protokola v CIM za SAS
•Oklopni elementi so pozicionirani
•Logično vozlišče v povezavi z odklopnikom je
analogno glede na CIM
•Elementi »Povezovalno vozlišče, terminal
zbiralk in zbiralke« CIM standarda so
pozicirani k povezovalnem vozlišču IEC 61850
standarda
•Ko vzpostavimo pravilo poziciranja imamo
zelo dobro osnovo za integralno rešitev.
23
Integracija IEC 61850 protokola v CIM za SAS
24
Integracija IEC 61850 protokola v CIM za SAS
Integracija obeh standardov da integralno rešitev za sistem
avtomatizacije razdelilnih postaj in nadzornega centra.
25
Integracija IEC 61850 protokola v CIM za SAS
Vsak parameter se lahko vpiše v sistem samo enkrat. CID
konfiguracijske datoteke iz IED so importirane v SAS.
Postopek importiranja gradi SAS model.
26
Integracija IEC 61850 protokola v CIM za SAS
SAS model je izvožen kot CIM-XML datoteka in uvožen v CIM
nadzorni center. Ta uvoz gradi model energetskega omrežja
in nadzornega centra. To lahko dosežemo tudi avtomatsko
(ob dogodku), če SAS in nadzorni center podpirata GDA API
vmesnik definiran z IEC 61970-403.
27
Integracija IEC 61850 protokola v CIM za SAS
Podatki v realnem času med IEDs in SAS uporabljajo IEC
61850 standard. Za komunikacijo med nadzornim centrom in
SAS se lahko uporablja veliko standardov, najbolj pogosto
uporabljeni standardi so DNP 3.0 in IEC 60870-5-104. V
prihodnosti lahko pričakujemo, da bosta na tem nivoju
uporabljena IEC 61850 ali HSDA definirana v IEC 61970-404.
28
Nabor produktov, ki uporabljajo CIM
WEB.AMI programski paket vsebuje sledeči nabor applikacij:
•CIM XML power system model importer/exporter
•GDB.WE - WEB Editor
•GDB.WR - WEB Reporting Services
•GDB.WF - WEB Visual Workflow
•GDB.DAQ (samo DLMS/COSEM)
•Opcijska modula:
•WEB.SCADA
•GDB.SGM
29
Nabor produktov, ki uporabljajo CIM
WEB.MDMS programski paket vsebuje sledeči nabor applikacij:
•CIM XML power system model importer/exporter
•GDB.WE - WEB Editor
•GDB.WR - WEB Reporting Services
•GDB.WF - WEB Visual Workflow
•Opcijska modula:
•WEB.SCADA
•GDB.SGM
30
Nabor produktov, ki uporabljajo CIM
WEB.SAS programski paket vsebuje sledeči nabor applikacij:
•CIM XML power system model importer/exporter
•GDB.WE - WEB Editor
•GDB.WR - WEB Reporting Services
•GDB.WF - WEB Visual Workflow
•GDB.DAQ (DLMS/COSEM, IEC 60970-5-101, IEC 60970-5-102, IEC
60970-5-103, IEC 60970-5-104, DNP 3.0, IEC 61850, Siemens FW 537 and
ICCP – bo na voljo do konca leta 2011)
•WEB.SCADA
31
CIM Editor
32
Customer Portal
33
AMI WEB Scada
34
Hvala za pozornost
We do IT in Power
[email protected]
GDB d.o.o.
Tehnološki park 24
1000 Ljubljana
Slovenija
www.gdb.si
35