Интероперабельность? OFDM? Забудьте об этом (пока)

Раньше реализовывалось массовое развертывание проверенных систем, то есть разработка опережала практику. Сегодня ситуация обратная. Энергетика ждет технического развития, чтобы безопасно встретить все эксплуатационные состояния. Ситуация серьезная. Например, выход из строя энергосистемы в Центральной Европе, длящийся более 10 дней, может очень серьезно поставить под угрозу функционирование всего Евросоюза. Таким образом, можно сказать, что в определенной степени энергетика в Европе постоянно находится на пять дней впереди объявления чрезвычайной ситуации со всеми вытекающими последствиями.

Таким образом, мы имеем напряженную ситуацию с балансом, и, кроме того, появляются новые требования к внедрению автоматизированного учета и контроля нагрузки. Несмотря на этот позитивный шаг, оказывающий благотворное влияние на окружающую среду, этого недостаточно для улучшения ситуации с энергобалансом. Во-первых, эти системы не способны достаточно быстро реагировать на ситуацию. Во-вторых, масштабное внедрение этих систем ляжет финансовым бременем на систему, и мы, скорее всего, столкнемся с нехваткой ресурсов для внедрения более безопасных (и, возможно, более финансовоемких) технологий.

Первые выводы можно сделать на основе уже реализованных пилотных/ролевых проектов. Использование общественного оператора (т. е. передача данных через GPRS) проблематично. Операторы не в состоянии гарантировать временную безопасность передачи данных. Это показал коллапс передачи данных во время рождественских праздников (SMS доставлялись с большой задержкой, телефонные звонки не могли быть осуществлены из-за перегрузки сети). Если главным критерием является экономия на эксплуатации, то об обслуживании всей территории можно говорить только на теоретическом уровне.

Таким образом, существующие линии электропередач являются единственным разумным решением для передачи данных. Положительные стороны PLC Communication, безусловно, преобладают, но необходимо учитывать еще два аспекта. Во-первых, существуют законодательные ограничения (уровень напряжения модуляции и выделенная полоса частот), а во-вторых, существует возможность передачи данных по каналу связи, которым является линия электропередачи, со всеми ее физическими последствиями.

Дело в том, что правительства осознали напряженную ситуацию в энергетической отрасли, что хорошо видно по выдаче многочисленных субсидий и грантов для достижения желаемого решения. Однако эти проекты имели тот недостаток, что не работали с физической точки зрения, или были очень дорогими. Первопричина этого кроется в одном: интероперабельность.

Интероперабельность, безусловно, является желаемой целью. Современные системы обмена данными между счетчиками, не отражающие характеристик канала связи и технически устаревшие, непригодны, а их требования к характеристикам канала связи практически смертельны. Так было с системами, использующими для передачи данных широкополосную модуляцию OFDM. Спорно использовать этот способ модуляции в выделенном диапазоне частот 9-132 кГц, где отдельные поднесущие сминаются одна за другой и не мешают друг другу только за счет ортогональности системы.

Реализация стандарта DLMS подразумевает, что все поднесущие передают отдельные части данных передаваемого сообщения. Существует почти 100-процентная вероятность того, что на частоту поднесущей попадет какое-либо возмущение, что приведет к потере всего сообщения.

Такая система очень чувствительна к помехам, согласно результатам тестирования и сравнительных измерений, а также первых инсталляций систем на основе технологии OFDM, таких как PRIME или G3. В презентациях отсутствует много важной информации, например, описание условий передачи (тип канала связи — кабельный, воздушный, смешанный, возраст и т.д.), количество связей с одиночными электронными счетчиками (передача профилей 15 м, время задержки реализации команды), результаты развертывания.

Измерения показали, что системы с такой OFDM-связью (особенно в смешанных линиях со старыми установками) значительно хуже по сравнению с узкополосной связью. Если используются общие методы, применяемые в других системах OFDM (большее расстояние между поднесущими и избыточность сообщений данных или их частей), то это правильный путь. Однако при этом неизбежно значительное снижение скорости передачи.

Необходимо ответить на ключевой вопрос: Нужна ли нам надежная и прочная или быстрая связь? Оба состояния в таком ограниченном канале связи взаимно исключены. Если соблюдать физические характеристики физического канала, то необходимо учитывать, какие величины мы будем передавать. Передача всей информации в центр управления и последующее принятие решений — утопическая идея. Если же учитывать физические правила, то необходимо выбрать противоположный подход: распределение управления на как можно более низком уровне. Электронные счетчики и управляющие ими концентраторы данных должны отправлять в центр управления не отдельные элементы данных, а отчеты. Согласно подготовленным сценариям, они должны помогать системе поддерживать безопасное рабочее состояние.

Исследования и разработки — это путь к прогрессу и оценке ошибок. Необходимо отказаться от единого решения и точно определить основные требования для удовлетворения всех потребностей участников энергосистемы, соблюдая при этом требования надежности передачи и стабильности системы. Если мы посмотрим на создание систем в других отраслях, то увидим, что запрос на интероперабельность возникает в самом конце, после решения всех технических вопросов. Энергетика столкнется с аналогичным процессом: прежде всего, необходимо создать систему передачи данных, отражающую передаточные характеристики используемого канала и временные запросы оперативных состояний энергосистемы. Такая система может стать стандартной. Но, к сожалению, очевидно, что движение в обратном направлении невозможно.