На этом сайте используются файлы cookie, что позволяет нам обеспечить наилучшее качество обслуживания пользователей. Информация о файлах cookie хранится в вашем браузере и выполняет такие функции, как распознавание вас при возвращении на наш сайт и помощь нашей команде в понимании того, какие разделы сайта вы считаете наиболее интересными и полезными.
Связь между счетчиками: Не ставьте на неправильные стандарты
Рассматривается роль существующих стандартов функциональной совместимости и ставится вопрос о том, являются ли они действительно функционально совместимыми. Изучение PRIME, G3-PLC и OSGP и определение того, действительно ли функциональная совместимость обеспечивается во всей системе или только в пределах нескольких эталонных уровней всей коммуникационной модели.
Проекты по выращиванию умных электронных счетчиков: Шумиха против реальности
Количество пилотных проектов с интеллектуальными электронными счетчиками, в которых успешно используется двусторонняя связь, продолжает расти. Эта растущая справочная информация позволяет нам оценить как отдельные технологии, так и требования к более сложным решениям. Несомненно, было сделано множество красивых бумажных или электронных презентаций, в которых описывались результаты этих проектов.
Заказчиков и конечных пользователей (коммунальные службы) убеждают, что нет необходимости придумывать что-то новое, потому что ответ уже существует и все прекрасно работает. На самом деле, трудно получить реальные результаты реализованных проектов, а значит, трудно оценить их обоснованно и доказательно.
Коммунальный сектор не готов к использованию интеллектуальных счетчиков
Прежде всего, вы сталкиваетесь с открытием нулевой или (в лучшем случае) очень низкой технической готовности операторов распределительных систем. Дело в том, что развитие энергетической отрасли было эволюционным и традиционно очень консервативным. Возможности, предлагаемые автоматизированным считыванием показаний счетчиков, были скептически восприняты техниками коммунальных служб, когда они только появились.
Сегодня можно сказать, что технический прогресс застал их абсолютно неподготовленными как с технической точки зрения, так и с точки зрения готовности к выбору предлагаемого решения. Политические решения, принесшие в домохозяйства современную бытовую технику со всеми ее достоинствами и недостатками, а также требования по внедрению интеллектуальных счетчиков (с новыми технологиями связи) для решения проблемы баланса электроэнергии, стали настоящим шоком для энергетиков.
Похоже, что в энергетическом секторе нет экспертов, которые действительно понимали бы технические возможности и могли предложить полезное решение. В лучшем случае команды экспертов только создаются.
Менеджеры, не обладающие техническими знаниями, стали использовать одно слово, которое стало для них мантрой, — «интероперабельность». Они спорили с другим сектором (в данном случае телекоммуникационным), где стандарты четко определены, а интероперабельность приносит более низкие цены и независимость от поставщиков. Однако они не учитывают, что предшествовало стандартизации в телекоммуникационном секторе.
Ошибочный подход к стандартам
Вначале было проприетарное решение, которое сначала технически дорабатывалось, а затем, как стабильное, выходило на рынок. Давайте поумнеем, конкурс единичных решений предшествует окончательному выбору лучшего. Более того, стандарт в телекоммуникациях решает все во всех слоях коммуникационной модели ISO/OSI. Производители имеют совершенно четкие инструкции, а заказчики — точно описанные процедуры, позволяющие проверить, что решение было поставлено в соответствии с требованиями.
В энергетическом секторе ничего подобного не происходило. Мы являемся лишь свидетелями замечательных сообщений в СМИ нескольких производителей чипсетов. Поясним: говорить об интероперабельности решения можно только при условии точного описания отдельных действий на отдельных уровнях модели ISO/OSI. Описывать их нормой, дающей лишь предельные рекомендации или описывающей обмен данными на самом верхнем уровне (т.е. седьмом — прикладном), слишком мало. К сожалению, такого определенного «стандарта» недостаточно для полной функциональной совместимости; это лишь половинчатое решение.
Что не так со стандартами?
На сегодняшний день существует три так называемых «стандартизированных» решения, которые, по заявлениям производителей, должны быть совместимы между собой. К ним относятся: PRIME, G3-PLC и OSGP. Первые два решения основаны на современной модуляции OFDM и обещают высокую скорость передачи данных. Но погодите-ка, энтузиазм утихает сразу после того, как мы узнаем, что на прикладном уровне используется протокол DLMS, а это такой же нонсенс, как ситуация, когда Ferrari Формулы-1 тянет 30-тонный полуприцеп.
PRIME
Дейтаграмма распределяется между всеми поднесущими. Если пары из них не хватает, вся датаграмма не доставляется, и все приходится повторять заново. Если установить самую высокую скорость модуляции, процессор не сможет исправлять ошибки (корректор FEC отключен), что приведет к очень низкой скорости передачи данных и общей ненадежности.
G3-PLC
Меньшее количество поднесущих приводит к чуть более стабильной работе системы, но заявленная скорость связи (если внимательно читать документы от производителя) гарантируется в диапазоне частот 10 — 500 кГц. В диапазоне CENELEC (10 — 150 кГц) скорость передачи данных достигает всего 4,5 кБ/с! Если добавить требование к DLMS, то даже дилетанту становится ясно, что это не тот путь. В одном из проектов G3-PLC конечная скорость передачи данных составляет 2,5 Б/с (это не опечатка).
OSGP
Это решение не отличается высокой скоростью передачи данных. Оно очень стабильно, а количество установленных электронных счетчиков действительно впечатляет. Однако на этом положительные стороны заканчиваются. Прикладной уровень содержит взаимодействующий протокол OSGP (и вы получите всю возможную поддержку для него), но если вы хотите общаться, то нет другого способа, кроме как приобрести чипсет от единственного производителя в мире.
Все сведения, необходимые для поддержки связи, не являются общедоступными, а некоторые из них защищены патентами. Если требования заказчика, с одной стороны, и предложение производителя, с другой, соответствуют друг другу, то все в порядке. Если нет, то вам не повезло.
Резюме
Если подвести итог, то можно сделать следующий (не очень обнадеживающий) вывод: все взаимодействующие системы основаны на чипсетах одного производителя. Появление большего числа производителей иллюзорно только потому, что альтернативные решения основаны на одном и том же сигнальном процессоре (неконкурентоспособном с точки зрения цены).
Более того, эти системы разработаны как AMM-системы и не способны интегрировать новые требования Smart Grid (децентрализация управления, гарантия временного отклика, значительная поддержка мультикоммунальных решений и т. д.). Таким образом, необходимо вернуться к началу и предложить решение, которое будет соответствовать техническим требованиям.
Двоичные данные и необходимость в эффективности
Давайте включим свет на глубину всей проблемы и посмотрим на следующий небольшой анализ: на уровне электронного счетчика измеренные данные хранятся в реестре, который присутствует в двоичной системе. Для примера, число 999,999,999 (в е-метре нет более высокого числа) может быть представлено 4 байтами (т.е. 32 битами).
| Система кодов | Количество байтов, необходимых для презентации |
| Бинарная система | 4 |
| Код ASCII | 9 |
| UNICODE | 18 |
| Wide UNICODE | 36 |
Если мы хотим увидеть это число в старой системе ASCII, нам потребуется более чем в два раза больше места. Если же мы используем широкие символы UNICODE, то количество байт увеличивается в десять раз. Любитель может сказать, что это мелочь, но нужно помнить, что данные в последовательном режиме передаются один бит за другим!
В прошлом необходимо было упорядочить значения, чтобы дистрибьюторы электроэнергии могли понимать друг друга. Именно поэтому были предложены коды OBIS и система COSEM. Адресное пространство кода OBIS по структуре напоминает интернет-адрес, оно определено в 6 байт, что дает адресное пространство в 248, (число 281,474,976,710,656). Правда, от электронного счетчика необходимо получить не более 100 регистров!
Путь вперед для интеллектуальных сетей
Очевидно, что структурированный подход, определенный в COSEM и OBIS, очень прозрачен, и на бумаге он действительно выглядит хорошо. Если такая система предлагается и используется крупными потребителями, где затраты на строительство и эксплуатацию каналов связи незначительны, то нет причин отказываться от нее. Однако в ситуации обслуживания миллионов мест, при отсутствии возможности (по стоимости или техническим причинам) использования высокоскоростных соединений, нельзя делать вид, что и так все будет хорошо.
Давайте определим требования, учитывающие потребности дистрибьюторов электроэнергии, подчеркивающие требования кибербезопасности, вовлекающие конечного потребителя и (последнее, но не менее важное) принимающие характеристики канала передачи. Золотое правило гласит, что система сильна настолько, насколько сильно ее самое слабое звено. А поскольку «умные сети» включают в себя все энергетические устройства, аналогичный анализ можно использовать и для систем управления распределительными сетями.