Energa-Operator: Praktyczne doświadczenia projektu AMI

Transkrypt

1 Energa-Operator: Praktyczne doświadczenia projektu AMI Autorzy: Robert Masiąg; Tomasz Piasecki- ENERGA-OPERATOR SA Budowa infrastruktury inteligentnego opomiarowania jest flagowym projektem inwestycyjnym Energa-Operator. Spółka zainstalowała już ponad 400 tys. nowych liczników i rozpoczyna wymianę kolejnych 450 tys. w ramach zawartych już umów. Etapy prac Projekt instalacji liczników na terenie działania spółki jest realizowany etapami, które są bezpośrednio powiązane z kontraktacją infrastruktury pomiarowej. W pełni zakończono i oddano do eksploatacji I etap projektu realizowany na terenie Kalisza, Drawska Pomorskiego i Półwyspu Helskiego. W zakończonym etapie projektu, oprócz wymiany 100 tys. liczników, zmodernizowano, doposażając w infrastrukturę telekomunikacyjną i zestawy bilansujące, ponad stacji transformatorowych. Zbudowano także oraz produkcyjnie wdrożono system informatyczny do obsługi i zarządzania informacjami pochodzącymi z liczników. W ramach II etapu zmodernizowano stacji oraz wymieniono 300 tys. liczników. W kolejnym III etapie zmodernizowano już ponad stacji, a montaż liczników ma się rozpocząć jeszcze w tym roku. Obecnie dostosowujemy harmonogram projektu AMI do tego, aby spełnić oczekiwanie Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki, polegające na tym, że w pierwszej kolejności należy opomiarować stacje SN/nN. Jedną z najważniejszych decyzji projektowych był wybór w II i kolejnych etapach projektu otwartego standardu PRIME wykorzystywanego do komunikacji pomiędzy licznikiem i koncentratorem danych. Zastosowanie technologii PRIME pozwala na wykorzystanie w sieci urządzeń pochodzących od wielu producentów, uniezależniając w ten sposób firmę od monopoli dostawców i pozwalając na uzyskanie konkurencyjnych cen. Kluczem do zakończenia I etapu projektu było uzyskanie i utrzymanie wysokiego wskaźnika skuteczności akwizycji danych pomiarowych z liczników. Na skuteczność odczytów danych pomiarowych ma wpływ wiele czynników, w tym w szczególności jakość samych liczników, niezawodność koncentratorów danych, stabilność funkcjonowania łączy telekomunikacyjnych oraz stabilność i wydajność infrastruktury IT, w tym centralnej aplikacji AMI. Jakość odczytów może się pogarszać w wyniku awarii powodowanych

2 np. warunkami pogodowymi, z powodu prac realizowanych na sieci elektroenergetycznej oraz w sieciach telekomunikacyjnych, a także wskutek niedoskonałości linii energetycznych oraz innych czynników zewnętrznych. Stabilne odczyty w I etapie projektu Na obszarze I etapu projektu system działa w oparciu o transmisję danych pomiędzy licznikiem i koncentratorem z wykorzystaniem techniki niskonapięciowego PLC z modulacją S-FSK. Komunikacja z koncentratora do centralnego systemu aplikacyjnego jest realizowana w oparciu o sieci 3GPP / CDMA. Dla liczników przekazanych do eksploatacji, dane niezbędne do rozliczeń z klientami przekazywane są zdalnie do systemu informatycznego z skutecznością na poziomie 98% dla całego obszaru instalacji w I etapie. Brakujące dane są estymowane przez system informatyczny, tak że z punktu widzenia biznesowego wykorzystania danych, niewielkie braki nie stanowią żadnego problemu. Początkowo firma zakładała, że sukcesem będzie uzyskanie i przekazanie 95% skutecznych odczytów. Założenia projektowe zostały więc przekroczone. Należy wyraźnie podkreślić, że ze względu na bardzo dużą ilość czynników od których zależy skuteczność akwizycji danych pomiarowych, w tym czynników zewnętrznych, niezależnych od OSD, w wielkoskalowych wdrożeniach skuteczność na poziomie 100% jest praktycznie niemożliwe do osiągnięcia w długim przedziale czasu. W wyniku uzyskanych praktycznych doświadczeń można stwierdzić, że brakujące 2% odczytów można traktować jako zjawisko incydentalne, powodowane przede wszystkim przez zjawiska pogodowe, działania odbiorców polegające na wyłączeniu zabezpieczeń przedlicznikowych, zakłócenia w sieci energetycznej czy sporadyczne awarie niektórych urządzeń, w tym urządzeń, których działanie nie zależy od OSD. W toku prac projektowych natrafiono na wiele wyzwań technicznych, które skutkowały czasowym obniżeniem skuteczności akwizycji danych. Problemy były związane m.in. z niestabilną pracą koncentratorów danych, zawieszaniem się oprogramowania komunikacyjnego liczników oraz awariami zasilaczy modemów telekomunikacyjnych. Wszystkie te problemy udało się wyeliminować, między innymi poprzez aktualizację oprogramowania odpowiednich urządzeń oraz wymianę awaryjnych podzespołów. Obecnie system pracuje stabilnie, a o jego jakości najlepiej świadczy fakt, że sprzedawcy energii

3 - w oparciu o dane z systemu - świadczą nowe usługi, np. usługę rozliczenia rzeczywiste, w której to klient sam wybiera dzień pozyskania danych na potrzeby rozliczeń. II etap na ostatniej prostej do stabilnych odczytów Na obszarze drugiego etapu projektu transmisja danych odbywa się w technologii PLC z wykorzystaniem protokołu PRIME z modulacją OFDM. II etap projektu nie został jeszcze zakończony. Zmodernizowano wszystkie stacje SN/nN oraz zainstalowano liczniki u odbiorców. Obecnie trwają prace nad uzyskaniem zakładanego poziomu akwizycji danych pomiarowych. Obecnie dane są pozyskiwane ze średnią skutecznością 80%, czyli poniżej oczekiwanego w projekcie poziomu. W toku prowadzonych prac projektowych stwierdzono, że protokół PRIME działa efektywnie, a przyczyna niezadowalającego poziomu akwizycji danych leży w wydajności oprogramowania koncentratorów danych. W szczególności problem ujawnia się dla koncentratorów zainstalowanych w stacjach transformatorowych obsługujących dużą liczbę odbiorców, często przekraczającą 500. Dojście do takiego wniosku było możliwe między innymi po przeprowadzeniu w rzeczywistej sieci testów porównawczych pracy koncentratorów danych pochodzących od różnych dostawców działających w oparciu o standard PRIME. W przypadku koncentratorów innych producentów nie występowały istotne problemy związane z akwizycją danych z dużych stacji, co świadczy bezpośrednio o źródle problemu. Mając na uwadze konieczność uzyskania oczekiwanego poziomu akwizycji, podjęto strategiczną decyzję o opracowaniu własnego oprogramowania koncentratora danych. Obecnie trwają testy przygotowanego rozwiązania pierwsze wnioski są optymistyczne. W przypadku potwierdzenia nowe oprogramowanie powinno rozwiązać stwierdzone problemy i tym samym zamknąć II etap projektu. Opracowanie takiego oprogramowania może się też przyczynić do obniżenia kosztów realizacji kolejnych etapów wdrożenia. Mimo że II etap projektu nie został jeszcze zamknięty, to jest on już wykorzystywany komercyjnie. Dane na potrzeby rozliczeń zużycia energii elektrycznej są pozyskiwane w sposób zdalny. Do dziś przekazaliśmy sprzedawcom łącznie ponad tys. odczytów z liczników zainstalowanych w obu etapach.

4 Standaryzacja kluczem do sukcesu wdrożenia AMI w skali kraju Jak pokazują nasze praktyczne doświadczenia z ponad czterech lat realizacji wdrożenia, szeroko rozumiana standaryzacja wymagań technicznych dla infrastruktury AMI, może pomóc obniżyć koszty wdrożenia oraz je uprościć i przyspieszyć. Wdrożenie systemu inteligentnego opomiarowania jest przedsięwzięciem innowacyjnym, co nie oznacza jednak, że jest to przedsięwzięcie proste i powtarzalne. W trakcie realizacji pierwszych dwóch etapów projektu rozwiązaliśmy szereg problemów technicznych. Oczywiście w II etapie wykorzystaliśmy wiele naszych doświadczeń z I etapu, jednak ze względu na to, że technologie stosowane w poszczególnych etapach wdrożenia nie były takie same, nie można było w pełni przenieść do II etapu wszystkich wniosków i doświadczeń (na marginesie należy dodać, że w czasie gdy planowaliśmy I etap, nie było możliwe wskazanie rozwiązania, które można byłoby uznać za otwarty standard). Naszym zdaniem kluczem do sukcesu wdrożenia w skali kraju jest zapewnienie standaryzacji oraz powtarzalności wdrożeń. W takim kierunku zmierzają realizowane pod patronatem Urzędu Regulacji Energetyki prace, mające na celu wypracowanie wspólnych i jednorodnych w skali kraju wymagań technicznych dla infrastruktury AMI. W Energa Operator, działając właśnie w kierunku standaryzacji rozwiązań AMI, opracowaliśmy otwarty protokół DCSAP, służący do realizacji komunikacji pomiędzy koncentratorami danych oraz centralnym systemem aplikacyjnym AMI. Kody źródłowe implementacji referencyjnej tego protokołu są udostępniane nieodpłatnie wszystkim zainteresowanym. Ponadto, po raz pierwszy w Polsce, opracowaliśmy szczegółowy model klas interfejsu licznika, dostosowany do polskich uwarunkowań wdrożenia inteligentnego opomiarowania (specyfikacja klas i obiektów COSEM). Wymienione opracowanie jest również dostępna dla wszystkich zainteresowanych, bez żadnych warunków oraz ograniczeń. Co dalej? Realizacja projektu pokazuje, że wdrożenie inteligentnego opomiarowania to zmiana pożądana, możliwa do efektywnej realizacji przy istniejących uwarunkowaniach rynkowych. Nasze praktyczne wnioski z wdrożenia jednoznacznie pokazują, że wdrożenie przynosi wymierne korzyści. Skutecznie pozyskane i udostępnione dane otwierają drogę do nowych produktów oraz usług energetycznych, pozwalają jednocześnie na optymalizację kosztów funkcjonowania OSD.

5 Należy jednak pamiętać o tym, że wdrożenie inteligentnego opomiarowania to tylko pierwszy krok do budowy inteligentnej sieci elektroenergetycznej. Kolejnymi działaniami są dokończenie trwającego II oraz zaczynającego się III etapu realizacji projektu AMI. Oznacza to, że w połowie 2015 roku, ponad 860 tysięcy odbiorców spółki będzie objętych systemem inteligentnego opomiarowania, co stanowi blisko 30% wszystkich naszych klientów. Równolegle z opomiarowaniem odbiorców, spółka realizuje działania mające na celu opomiarowanie stacji średniego napięcia. Zgodnie z oczekiwaniami Urzędu Regulacji Energetyki, na koniec 2015 roku ponad 51% odbiorców będzie zasilanych z opomiarowanych stacji średniego napięcia. Celem tych prac jest zwiększenie kontroli jakości energii elektrycznej na stacjach średniego napięcia, co przełoży się również na jakość energii u odbiorców. Działanie to jest realizowane przez nas z wykorzystaniem Zestawów Koncentratorowo Bilansujących. Instalowane Zestawy Koncentratorowo Bilansujące łączą w sobie funkcjonalność licznika bilansującego oraz koncentratora danych pomiarowych. Rozwiązanie zintegrowane jest z powodzeniem stosowane przez ENERGA-Operator od ponad trzech lat. Główne zalety to prostsza i szybsza instalacja, możliwość rozwoju produktu o nowe funkcjonalności dzięki modyfikacjom oprogramowania oraz przede wszystkim niższe koszty zakupu w porównaniu z oddzielnie kupowanymi licznikiem bilansującym i koncentratorem danych pomiarowych.