28
Июль
–
август
2014
29
Июль
–
август
2014
Платформа для успеха
Duke Energy показывает дорогу к совместному
оперированию и распределённому управлению.
Рэйфорд Л. Смит (Raiford L. Smith),
Duke Energy и
Уэйд П. Малькольм
(Wade P. Malcolm),
Accenture
К
огда
речь
идёт
о
коммерции
,
ничто
не
может
сравниться
с
националь
-
ной
электрической
сетью
.
Каждый
год
только
в
США
продаётся
проводов
на
350
миллиардов
долларов
.
Будущее
сети
было
определено
,
в
частно
-
сти
,
вложениями
в
многочисленные
интеллек
-
туальные
устройства
,
цифровое
управление
,
анализ
данных
и
коммуникационные
мощно
-
сти
.
Тем
не
менее
эти
устройства
не
делали
доступными
возможности
интеллектуальной
сети
в
полной
мере
.
Однако
возможность
рас
-
крыть
их
будущее
зависит
от
того
,
насколько
эти
устройства
интегрированы
.
Если
сетевые
предприятия
получат
устройства
для
без
-
упречной
работы
,
то
они
и
их
клиенты
будут
иметь
настоящие
финансовые
и
оперативные
преимущества
.
К
сожалению
,
системы
и
устройства
,
со
-
ставляющие
сеть
в
её
нынешнем
виде
,
для
этого
не
приспособлены
.
Большинство
новых
устройств
являются
аппаратным
или
про
-
граммным
обеспечением
или
устройствами
телекоммуникации
.
Будучи
привлекательными
с
финансовой
точки
зрения
при
покупке
,
они
часто
становятся
неожиданно
дорогими
с
те
-
чением
времени
,
так
как
неизбежные
сложно
-
сти
при
их
интеграции
ограничивают
выгоды
от
инвестиций
.
И
такой
результат
не
устраивает
Duke Energy
и
её
клиентов
.
Стратегия
и
разработки
В
2007
году
Duke Energy
разработала
комплексную
стратегию
для
усиления
стан
-
дартной
инфраструктуры
и
обеспечения
вза
-
имосвязи
,
совместного
оперирования
и
рас
-
пределённого
управления
.
Основанная
на
различных
телекоммуникационных
протоко
-
лах
,
эта
платформа
также
позволяет
снизить
расходы
,
улучшить
оперирование
,
обеспечить
управление
данными
и
увеличить
безопас
-
ность
сети
.
Стратегия
привела
к
внедрению
коммуникационной
системы
с
узловой
архи
-
тектурой
более
чем
140
тысяч
узлов
в
сете
-
вых
предприятиях
Огайо
и
Северной
Кароли
-
ны
(
США
).
Узлы
успешно
оперировали
в
сети
в
тече
-
нии
более
чем
пяти
лет
,
что
позволило
Duke
Energy
получить
ценные
результаты
в
опери
-
ровании
и
разработать
новые
способы
приме
-
нения
узловой
архитектуры
.
Компания
Accenture
также
была
привле
-
чена
к
проекту
в
2009
году
для
содействия
в
разработке
спецификации
продвинутых
узлов
,
оценке
и
испытаниям
частей
узлов
,
примене
-
нии
беспроводных
технологий
и
разработке
ар
-
хитектуры
интеллектуальной
сети
,
а
так
же
для
разработки
и
интеграции
решений
.
Duke Energy
продолжила
создание
сети
с
узловой
структурой
с
проводными
(
линии
ВЧ
-
связи
,
последовательные
соединения
,
Ethernet)
и
беспроводными
(3G
и
LTE)
соеди
-
нениями
между
узлами
,
а
также
соединениями
по
WiFi, ISM 900
МГц
для
увеличения
числа
устройств
,
занятых
в
передаче
и
распреде
-
лении
энергии
,
а
также
устройств
клиентов
,
включая
датчики
на
линиях
,
газовые
и
элек
-
трические
счётчики
,
регуляторы
,
батареи
кон
-
денсаторов
,
устройства
АПВ
,
выключатели
,
уличное
освещение
,
батареи
аккумуляторов
,
инверторы
,
бытовые
устройства
мониторинга
нагрузки
,
зарядные
устройства
для
электро
-
транспорта
,
погодные
датчики
и
интеллекту
-
альные
приборы
.
В
2013
г
. Duke Energy
начала
несколько
проектов
по
расширению
совместного
опе
-
рирования
и
взаимосвязи
между
узлами
,
не
-
обходимой
для
распределённого
управления
.
Duke Energy
и
ещё
шесть
компаний
,
думающих
о
будущем
,
запустили
основные
проекты
по
совместному
оперированию
,
использующие
стандартные
решения
для
того
,
чтобы
разру
-
шить
традиционную
структуру
сети
.
Эти
ком
-
пании
проводят
совместную
работу
,
чтобы
доказать
,
что
наборы
данных
и
команды
управ
-
ления
могут
эффективно
передаваться
между
различными
платформами
без
существенных
усилий
для
интеграции
.
30
Июль
–
август
2014
АРХИТЕКТУРА
АРХИТЕКТУРА
Распределения
Распределения
Видение
Duke Energy
платформы
«
Интернет
для
всего
».
Такая
архитектура
собирает
данные
от
многих
источников
,
располо
-
женных
на
различных
устройствах
и
делает
возможным
распределённое
управление
.
Совместное
оперирование
и
распределённое
управление
Цель
Duke Energy —
улучшать
жизнь
миллионов
людей
каждый
день
,
надёжно
обеспечивая
их
доступ
-
ной
и
экологически
чистой
электроэнергией
,
а
так
же
снабжая
газом
.
Совместное
оперирование
является
ключом
к
достижению
этой
цели
,
так
как
оно
может
помочь
отказаться
от
системы
вспомогательных
под
-
разделений
и
скрытых
расходов
на
интеграцию
,
повы
-
сить
эффективность
инвестиций
и
надёжность
управ
-
ления
.
Для
достижения
этой
цели
необходимо
,
чтобы
сеть
в
будущем
имела
более
плотные
связи
между
всеми
устройствами
,
а
не
только
устройствами
,
приоб
-
ретёнными
у
одного
поставщика
.
То
есть
необходимы
стандартные
решения
по
совместному
оперированию
,
основанные
на
раскрытии
данных
и
систем
различных
поставщиков
.
Совместное
оперирование
не
является
единствен
-
ной
составляющей
сети
будущего
.
Чем
больше
клиен
-
тов
применяют
устройства
распределённой
генерации
,
тем
менее
стабильной
становится
сеть
.
Это
означает
,
что
сетевым
предприятиям
необходимо
решение
,
кото
-
рое
позволит
быстро
локализовать
неполадки
,
связан
-
ные
с
устройствами
распределённой
генерации
.
Систе
-
мы
централизованного
управления
,
эффективные
при
управлении
обширными
и
медленно
развивающимися
неполадками
,
не
могут
реагировать
с
достаточной
бы
-
стротой
и
точностью
,
соответствующими
новым
зада
-
чам
.
Локальная
оптимизация
не
может
быть
достигнута
без
сильных
взаимосвязей
между
устройствами
.
Duke Energy
считает
распределённое
управление
и
совместное
оперирование
ключевыми
.
Эти
решения
не
-
обходимы
для
широкого
применения
распределённой
генерации
в
будущем
,
могут
открыть
новые
источники
дохода
и
интегрировать
и
оптимизировать
устройства
клиентов
для
совместного
оперирования
с
сетевым
предприятием
.
Сотрудничество
с
промышленностью
Сотрудничество
с
шестью
производителями
аппа
-
ратного
и
программного
обеспечения
и
сервисными
компаниями
делает
совместное
оперирование
реаль
-
ным
для
сетевых
предприятий
.
Компании
используют
коммуникационную
систему
с
узловой
архитектурой
и
шину
передачи
данных
на
технологии
open-source
для
обмена
данными
между
устройствами
,
организации
связи
между
узлами
и
получения
данных
.
Участники
проекта
предоставляют
некоторые
данные
на
мест
-
ном
уровне
с
применением
стандартного
интерфейса
.
Принципиально
это
позволяет
сетевым
предприятиям
выбирать
компоненты
,
наилучшим
образом
подходя
-
щие
им
,
вместо
покупки
готовых
решений
,
зависящих
от
поставщиков
,
которые
могут
оказаться
хороши
для
решения
некоторых
задач
и
плохи
для
решения
всех
остальных
.
Для
организации
совместного
управления
шина
передачи
данных
собирает
данные
от
оперативной
и
телекоммуникационной
инфраструктуры
.
Иными
слова
-
ми
,
это
решение
позволяет
разрабатывать
приложения
независимо
и
без
детальной
информации
о
том
,
какое
31
Июль
–
август
2014
АРХИТЕКТУРА
АРХИТЕКТУРА
Распределения
Распределения
Интеграция
в
сеть
солнечных
электростанций
и
других
возоб
-
новляемых
источников
энергии
является
приоритетной
задачей
для
совместного
оперирования
и
распределённого
управления
.
Шина
передачи
данных
предлагает
возможность
значительно
более
простого
совместного
управления
и
передачи
данных
об
устройствах
и
управления
устройствами
.
применяется
аппаратное
обеспечение
и
устройства
в
сети
.
При
совместном
оперировании
,
благодаря
шине
передачи
данных
и
распределённому
управлению
,
сеть
может
обеспечить
более
эффективный
и
скоординиро
-
ванный
подход
к
имеющимся
и
новым
функциям
,
таким
как
генерация
солнечной
энергии
,
местное
управление
аккумуляторами
и
управление
напряжением
.
Сегодня
эти
решения
не
отменяют
координацию
с
централизованными
системами
.
Например
,
сигнал
об
изменении
состояния
оборудования
может
быть
пере
-
дан
в
вышестоящую
систему
для
актуализации
модели
системы
или
принятия
комплексных
мер
.
Duke Energy
ценит
работу
компаний
,
являющихся
первопроходцами
в
данном
направлении
,
и
выражает
надежду
,
что
приложенные
усилия
в
будущем
дадут
выгоды
для
всей
отрасли
.
• Accenture
обеспечивает
стратегию
,
услуги
по
интеграции
и
разработку
решений
.
• Alstom
Grid
предоставляет
платформу
для
про
-
екта
и
продвинутые
коммуникационные
узлы
.
• Echelon
—
измерительное
оборудование
и
под
-
держку
.
•
S&C Electric —
устройства
управления
конден
-
саторами
.
• Verizon
предоставляет
сотовую
связь
.
Шина
передачи
данных
Идея
совместного
управления
не
нова
.
Со
вре
-
мён
внедрения
архитектуры
коммуникации
между
сетевыми
предприятиями
отрасль
достигла
суще
-
ственного
прогресса
,
однако
ещё
многое
предстоит
сделать
.
Предстоящая
работа
,
в
частности
,
сосре
-
доточена
на
разработке
,
испытаниях
и
внедрении
не
зависящих
от
посредников
распределённых
open-source-
решений
по
шинам
передачи
данных
,
основанных
на
современных
архитектурах
телеком
-
муникации
.
На
сегодняшний
день
работы
сосредото
-
чены
на
использовании
последовательной
передачи
сигналов
телеметрии
(
ППСТ
,
англ
. — MQTT)
для
управления
напряжением
и
генерацией
солнечной
энергии
.
Ведутся
работы
над
другими
протоколами
.
Разработанная
Энди
Станфорд
-
Кларком
(Andy
Stanford-Clark)
из
IBM
и
Арленом
Ниппером
(Arlen
Nipper)
из
Cirrus Link Solutions
последовательная
пере
-
дача
сигналов
телеметрии
является
протоколом
откры
-
того
обмена
сообщениями
для
коммуникации
между
вычислительными
машинами
.
Система
была
выбрана
для
демонстрации
,
так
как
уже
является
open-source-
стандартом
в
других
отраслях
и
позволяет
при
низких
энергозатратах
обеспечить
высокую
производитель
-
ность
и
надёжность
передачи
данных
в
реальном
вре
-
мени
,
которые
могут
быть
обработаны
сразу
после
их
получения
.
Такая
система
расширяет
взаимосвязи
между
тра
-
диционными
границами
предприятий
и
компонентами
интеллектуальных
сетей
,
а
также
позволяет
обширное
расширение
при
установке
дополнительных
устройств
интеллектуальной
сети
.
Имеются
открытые
и
свобод
-
32
Июль
–
август
2014
Архитектура
,
продемонстрированная
на
выставке
DistribuTECH.
Представитель
Duke Energy
демонстрирует
шину
передачи
данных
и
распределённое
управление
на
выставке
DistribuTECH
2014.
но
распространяемые
версии
системы
,
обеспечива
-
ющие
возможности
для
внедрения
с
минимальным
риском
.
Они
служат
для
публикации
и
рассылки
со
-
общений
для
облегчения
доставки
информации
и
имеют
некоторые
встроенные
способы
поддержки
на
случай
потери
связи
клиента
с
сервером
.
Кроме
того
,
ППСТ
совместима
со
многими
языками
программи
-
рования
,
что
позволяет
снизить
расходы
и
сложность
внедрения
.
Демонстрация
и
натурные
испытания
Duke Energy
и
прочие
участники
проекта
недав
-
но
продемонстрировали
результаты
лабораторных
и
натурных
испытаний
упомянутых
выше
техноло
-
гий
на
подстанциях
МакЭльпин
(McAlpine),
Рэнкин
(Rankin)
и
Шерил
Форд
(Sherill Ford)
в
Шарлотте
,
Се
-
верная
Каролина
(
США
).
На
выставке
DistribuTECH
в
январе
2014
были
продемонстрированы
решения
для
управления
напряжением
. Duke Energy
и
другие
участники
проекта
доказали
,
что
совместное
опери
-
рование
может
быть
организовано
с
помощью
шины
передачи
данных
и
распределённых
устройств
.
Демонстрация
на
стенде
Accenture,
проведённая
на
выставке
DistribuTECH,
показала
пользовательский
ин
-
терфейс
планшета
на
базе
Android,
который
отобража
-
ет
результаты
измерения
напряжения
,
балансирующие
узлы
по
напряжению
,
статистику
коммуникации
и
управ
-
ление
фидером
в
режиме
онлайн
.
Для
начала
демонстрации
пользователь
с
помощью
планшета
отдал
источнику
напряжения
команду
повы
-
сить
или
понизить
напряжение
.
Присоединённые
дат
-
чики
фиксировали
изменение
напряжения
и
посылали
сигнал
о
недопустимом
понижении
или
повышении
на
-
пряжения
по
ВЧ
-
связи
в
коммуникационный
узел
.
Ком
-
муникационный
узел
отправлял
сигнал
посредством
со
-
товой
связи
через
шину
передачи
данных
другому
узлу
,
находящемуся
на
стенде
Ambient Corp.
Как
только
появлялся
сигнал
,
приложение
для
управления
напряжением
,
разработанное
Accenture,
инициировало
мероприятия
,
необходимые
для
устра
-
нения
проблемы
.
После
этого
приложение
для
управ
-
ления
напряжением
отправляло
по
беспроводной
сети
команду
на
включение
или
отключение
смоделирован
-
ного
конденсатора
,
расположенного
на
стенде
S&C
Electric,
который
управлялся
в
зависимости
от
измерен
-
ного
напряжения
.
При
включении
и
отключении
конденсатора
его
со
-
стояние
отображалось
через
шину
передачи
данных
и
передавалось
в
систему
управления
электропереда
-
чей
,
расположенную
на
стенде
Alstom Grid.
После
этого
Alstom
передавала
обновлённые
данные
по
шине
пере
-
дачи
данных
и
они
отображались
на
планшете
пользо
-
вателя
,
который
находился
на
стенде
Accenture
и
мог
продемонстрировать
включение
конденсатора
.
Беспро
-
водная
передача
данных
проводилась
по
сетям
3G
и
LTE
компании
Verizon.
Таким
образом
было
показано
,
что
технологии
шины
передачи
данных
и
распределённого
управления
до
-
ступны
уже
сегодня
.
Другие
отрасли
,
такие
как
банков
-
ское
дело
,
транспорт
и
высокие
технологии
,
уже
исполь
-
зуют
их
и
получают
выгоды
от
совместного
управления
.
Сетевые
предприятия
могут
применять
технологии
и
АРХИТЕКТУРА
АРХИТЕКТУРА
Распределения
Распределения
33
Июль
–
август
2014
Улучшенный
способ
принятия
решений
.
Применяя
коммуника
-
ционные
узлы
,
можно
ускорить
принятие
решений
,
уменьшить
времена
простоя
и
расходы
на
управление
системой
,
а
также
улучшить
информационную
безопасность
.
способы
управления
из
других
отраслей
для
лучшего
управления
сетями
.
Экономия
и
выгоды
Эта
система
демонстрирует
изменение
подхода
к
управлению
сетью
при
применении
распределённых
интеллектуальных
устройств
,
которые
были
легко
ин
-
тегрированы
в
инфраструктуру
интеллектуальной
сети
Duke Energy
для
более
глубокого
внедрения
интеллек
-
туальных
и
взаимосвязанных
устройств
.
Применение
распределённых
интеллектуальных
решений
в
электрических
сетях
имеет
потенциал
для
дополнительной
экономии
,
улучшения
управляемости
,
уменьшения
времени
реакции
системы
и
лучшего
при
-
менения
устройств
.
Шина
передачи
данных
позволяет
распределять
данные
на
локальном
уровне
без
дорого
-
стоящих
мер
по
интеграции
,
что
приводит
к
появлению
более
эффективных
решений
и
меньшим
задержкам
.
Дополнительно
расходы
на
хранении
информации
,
телекоммуникации
и
интеграцию
могут
быть
снижены
,
так
как
данные
могут
перераспределяться
между
от
-
дельными
системами
,
а
информация
—
направляться
и
храниться
там
,
где
это
необходимо
.
Такой
подход
суще
-
ственно
отличается
от
сегодняшнего
централизованно
-
го
подхода
,
при
котором
вся
информация
пересылается
в
случае
необходимости
.
Стандартизированное
совместное
управление
так
-
же
может
снизить
расходы
на
оборудование
в
течение
срока
его
эксплуатации
путём
сокращения
расходов
на
интеграцию
,
повторное
использование
,
обучение
персонала
и
техническое
обслуживание
.
Выгоды
могут
быть
получены
от
новых
приложений
для
распределён
-
ного
управления
,
которые
обеспечат
улучшение
управ
-
ления
сетью
и
экономию
от
новых
функций
.
Следующие
шаги
Duke Energy
и
её
партнёры
продолжат
разработку
инновационных
решений
,
подчеркивающих
преимуще
-
ства
и
экономию
,
которые
могут
быть
достигнуты
при
локальном
соединении
устройств
.
Например
, Duke
Energy
применила
подобный
подход
для
поддержки
солнечной
электростанции
,
которая
включает
аккуму
-
ляторные
батареи
,
инверторы
и
измерительные
при
-
боры
,
расположенные
в
разных
местах
,
и
разработка
решения
для
микро
-
сети
только
началась
.
Дополнительно
Duke Energy
планирует
применить
этот
принцип
для
процесса
закупок
,
для
которого
не
-
обходимы
новое
оборудование
и
система
,
демонстри
-
рующая
совместное
оперирование
при
применении
адаптера
для
стандартизированной
шины
передачи
данных
,
такой
как
ППСТ
. Duke Energy
и
её
партнёры
ви
-
дят
огромный
потенциал
в
совместном
оперировании
,
которое
позволяет
любому
лучше
соответствовать
тре
-
бованиям
клиентов
и
обеспечить
лучшие
возможности
интеграции
для
отрасли
в
целом
.
Призыв
к
действию
Приложенные
усилия
показали
,
что
различные
по
-
ставщики
оборудования
могли
бы
работать
вместе
,
используя
шину
передачи
данных
с
распределёнными
устройствами
для
повышения
безопасности
,
снижения
задержек
,
улучшения
передачи
данных
и
снижения
за
-
трат
.
Компании
-
участники
планируют
вторую
стадию
про
-
екта
по
разработке
и
демонстрации
на
2014—2015
годы
.
Все
заинтересованные
могут
принять
участие
.
Вебинар
запланирован
на
конец
текущего
года
,
и
на
сайте
име
-
ется
доступ
к
открытому
программному
коду
для
других
сетевых
предприятий
,
чтобы
дать
им
возможность
за
-
пустить
собственные
проекты
и
предоставить
отчёты
о
достижениях
,
документацию
по
архитектуре
систем
и
информацию
о
том
,
как
можно
принять
участие
в
про
-
екте
.
Рэйфорд
Смит
(Raiford Smith
, raiford.smith@duke-
energy.com)
является
руководителем
проектов
по
вне
-
дрению
интеллектуальных
сетей
в
Duke Energy.
Его
команда
оценивает
и
разрабатывает
новые
технологии
по
передаче
и
распределению
электроэнергии
,
инфор
-
мационные
и
телекоммуникационные
технологии
и
тех
-
нологии
интеллектуальных
сетей
.
Уэйд
Малькольм
(Wade Malcolm
, wade.p.malcolm@
accenture.com) —
управляющий
директор
Accenture
Smart Grid Services.
Он
имеет
более
30
лет
опыта
ра
-
боты
с
сетевыми
предприятиями
,
включающего
консал
-
тинг
,
разработку
и
применение
технологий
и
управле
-
ния
сетями
.
Примечание
редактора
:
авторы
готовы
к
диалогу
с
другими
сетевыми
предприятиями
о
применении
ука
-
занных
технологий
для
улучшения
управления
их
се
-
тями
.
Для
получения
более
подробной
информации
об
участии
свяжитесь
с
авторами
.
Компании
,
упомянутые
в
статье
:
Accenture | www.accenture.com
Alstom Grid | www.alstom.com/grid
Ambient Corp. | www.ambientcorp.com
Duke Energy | www.duke-energy.com
Echelon | www.echelon.com
S&C Electric Co. | www.sandc.com
Verizon | www.verizon.com
АРХИТЕКТУРА
АРХИТЕКТУРА
Распределения
Распределения
Оригинал статьи: Платформа для успеха
Duke Energy открывает путь к совместному оперированию и распределённому управлению.