Plug & Play энергетика по-американски

Консорциум лабораторий по модернизации сети (GMLC) Министерства энергетики США и SEPA подвели итоги конкурса на лучший «энергетический USB»

Массовое распространение различных распределенных источников энергии и энергетической гибкости, поставляемых на рынок огромным количеством вендоров, и не менее массовое распространение самых разнообразных новых цифровых энергетических практик и сервисов выводят на первый план проблему обеспечения интероперабельности и бесшовной интеграции распределенных источников энергии в эти новые цифровые сервисы и связанные с ними системы управления.

Интероперабельность в электроэнергетике будет означать, что любой распределенный источник энергии и гибкости сможет участвовать в любом энергетическом сервисе, успешно взаимодействуя с цифровыми системами и приложениями, которые реализуют этот сервис. Но помимо такой интероперабельности очень важно добиться простоты и высокой скорости подключения объектов распределенной энергетики к множеству новых цифровых сервисов. Такое подключение должно происходить по принципу plug & play, как сегодня через USB-порты происходит подключение флэш-карт к компьютерам или при помощи Bluetooth происходит подключение друг к другу множества беспроводных гаджетов. Бесшовная интеграция по принципу plug & play означает отказ от необходимости проектирования и индивидуальной настройки подключения для каждого объекта и каждого устройства распределенной энергетики и переход к моментальному полностью автоматическому присоединению.

Подход к одной из частей проблемы plug & play энергетики — бесшовному подключению к системам интеллектуального управления — в рамках конкурса на лучшее решение по интероперабельности в цифровой распределенной энергетике в конце 2019 года был продемонстрирован в США. Организаторами конкурса выступили Консорциум лабораторий по модернизации сети (GMLC) Министерства энергетики США (DoE) и Альянс интеллектуальной энергетики (SEPA).

Amzur Technologies, DERNetSoft и RTI предложили открытый протокол управления распределенной энергетикой (openDEM), компания Ecogy Energy — специальный интерфейс ESI Server, и команда в составе DigySOL, EPRI, Intech Energy и Sentient Buildings — открытую платформу интеграции ресурсов на стороне потребителей (openDSRIP). Все команды сосредоточились на разработке программных интерфейсов с открытым кодом, которые позволяют обеспечить автоматическую регистрацию и закрепление локации источника энергии и гибкости в сети. В остальном же решения серьезно отличаются друг от друга.

Протокол openDEM

Решение, предложенное Amzur Technologies, DERNetSoft и RTI, представляет собой программный протокол, построенный на базе давно применяемого протокола обмена информацией по управлению спросом openADR. Новый протокол позволяет устройствам потребителей взаимодействовать с агрегаторами управления спросом и виртуальными электростанциями, автоматически обнаруживая для сервисов устройства, обозначая роли устройств в сервисах, локализуя географическое местоположение устройств и обеспечивая кибер-безопасность. При этом протокол не включает ни обмен оперативными данными между сервисом и оборудованием, ни обмен управляющими сигналами при участии оборудования в сервисе. Протокол openDEM построен на базе XML с передачей данных в формате JSON и использует вспомогательный протокол DDS.

Компания RTI уже входила в консорциум по разработке протокола OpenFMB, также направленный на создание условий для интероперабельности в распределенной энергетике, и новое решение openDEM во многом продолжает подход OpenFMB.

Виртуальный сервер ESI Server

Команда Ecogy Energy единственная из конкурсантов предложила полностью оригинальное решение, создаваемое с нуля с использованием распространенных ICT-протоколов и стандартов Modbus, DNP3 и IEEE 2030.5. Виртуальный сервер ESI Server, который может быть развернут на любом современном промышленном компьютере, обеспечивает автоматическую регистрацию устройств и передачу данных о местоположении ресурса, времени участия в сервисе, данных о мощности и выданной или полученной энергии, а также финансовых данных. Таким образом, протокол, используемый сервером, обеспечивает оперативное участие распределенных энергетических ресурсов в сервисах. Кроме того, обеспечивается защищенность данных.

Платформа openDSRIP

Консорциум DigySOL, EPRI, Intech Energy и Sentient Buildings предложил свое решение в виде инструментальной платформы интеграции распределенных источников энергии и гибкости, использующей существующие и зарекомендовавшие себя стандарты и протоколы. Решение нацелено на интеграцию DER с системами управления агрегаторов и энергоснабжающих компаний. Оно позволяет защищенным образом обмениваться данными о событиях участия оборудования в работе сервисов, задавать сценарии участия оборудования в сервисах энергетической гибкости, управлять учетными данными пользователей и оборудования и представляет собой платформу-посредник для работы с владельцами распределенных ресурсов энергии и гибкости.

В России на решение проблем интероперабельности и достижение эффекта plug & play присоединения распределенных энергетических ресурсов нацелен проект IC ENERGYNET по разработке архитектуры Интернета энергии (IDEA). В рамках этого проекта предложено оригинальное архитектурное решение по бесшовной интеграции и взаимодействию устройств распределенной энергетики в трех слоях: финансово-трансакционном (Transactive energy), информационно-управляющем (Internet of Things) и физико-энергетическом (Neural Grid). Реализация этого решения в феврале 2020 года будет показана на реальном объекте в рамках демонстрационного комплекса в МФТИ.

Подход IDEA к проблеме интероперабельности и plug & play присоединения в энергетике принципиально отличается от предложенных в рамках конкурса GMLC и SEPA как раз тем, что не сводит эти проблемы только к информационной интеграции и необходимости новых ICT-протоколов. Информационная интеграция — только один из трех аспектов энергетического plug & play присоединения. Кроме него в рамках IDEA решаются также задачи бесшовного присоединения к трансакционным возможностям (в США наибольшую активность в этой части отдельно от ICT-компаний проявляют блокчейн-стартапы) и задача поддержания устойчивости и надежности энергосистемы при физическом plug & play присоединении новых источников энергии и гибкости к электрическим сетям. Последний аспект в США частично рассматривается в работах IEEE, но вне связи с трансакционной и информационной интероперабельность. Таким образом, IDEA предлагает принцип сборки всех составляющих, необходимых для полноценной реализации plug & play в распределенной энергетике.

-------------------------------------------------------------------

Хотите оперативно узнавать о выходе других полезных материалов на сайте "ГИС-Профи"?
Подписывайтесь на нашу страницу в Facebook.
Ставьте отметку "Нравится", и актуальная информация о важнейших событиях в энергетике России и мира появится в Вашей личной новостной ленте в социальной сети.