34
Ноябрь–декабрь 2012
|
www.tdworld.com, www.tdworld.ru
Всегда на связи
Компания CenterPoint Energy планирует, проектирует,
строит и эксплуатирует эффективную сеть связи на
основе технологии Smart Grid.
Чак Хэкни (Chuck Hackney),
CenterPoint Energy
Система
связи
между
счётчиками
любого
из
этих
поставщиков
основана
на
используемой
сотовой
сети
RFLAN
в
сочетании
с
коммутацией
пакетов
.
Эта
система
осуществляет
связь
по
первичной
сети
связи
WiMAX
или
,
в
качестве
альтернативы
,
по
вто
-
ричной
(
резервной
)
сотовой
сети
связи
.
Т
ехнология
Smart Grid
для
энергетики
стала
прорывом
в
21
век
.
В
сочетании
с
интеллекту
-
альными
счётчиками
интеллектуальные
сети
позволяют
потребителям
контролировать
по
-
требление
электроэнергии
.
Теперь
энергокомпаниям
нет
необходимости
снимать
поквартирные
показания
счётчиков
.
У
них
появилась
возможность
дистанцион
-
ного
отключения
и
включения
электроэнергии
и
автома
-
тического
оповещения
об
отключении
.
Технология
Smart Grid
позволяет
розничным
по
-
ставщикам
электроэнергии
предлагать
дифференци
-
рованные
по
времени
тарифы
с
целью
разграничения
пиковых
и
внепиковых
нагрузок
,
что
стимулирует
потре
-
бителей
изменять
модель
потребления
электроэнергии
.
Это
также
даёт
возможность
потребителям
поддержать
внедрение
малой
энергетики
(
например
,
использова
-
ние
электромобилей
,
строительство
ветрогенераторов
и
солнечных
панелей
).
Но
интеллектуальная
сеть
«
умна
»
настолько
,
на
-
сколько
«
умна
»
система
связи
,
которая
быстро
и
на
-
дёжно
обеспечивает
двусторонний
обмен
данными
.
В
течение
последних
трёх
лет
компания
CenterPoint
Energy (
Хьюстон
,
Техас
,
США
)
занимается
разработкой
и
установкой
именно
таких
передовых
систем
связи
.
Требования
к
системам
связи
Объём
информации
,
накопленный
интеллектуаль
-
ными
счётчиками
,
не
представляет
никакой
ценности
,
пока
она
не
будет
полностью
передана
в
центр
обра
-
ботки
и
анализа
энергокомпании
.
Именно
поэтому
воз
-
никла
острая
необходимость
в
безотказных
системах
связи
.
ПЛАНИРОВАНИЕ
Коммуникаций
35
www.tdworld.ru, www.tdworld.com
|
Ноябрь–декабрь 2012
Первичные
радиоблоки
WiMAX
расположены
на
территории
подстанций
компании
CenterPoint.
Эти
блоки
осуществляют
связь
с
устройствами
коммутации
пакетов
,
которые
установ
-
лены
на
опорах
распределительных
линий
.
Снаружи
монтаж
системы
заканчивается
установкой
устройства
коммутации
пакетов
(
верхний
блок
),
радиопередатчика
WiMAX
(
нижний
блок
)
и
антенны
WiMAX (
со
встроенным
подстроечным
шлейфом
)
для
связи
с
опорами
WiMAX.
В
создании
сети
CenterPoint
участвовали
компании
IBM, Itron, GE
и
Quanta Services.
Каждая
из
них
внесла
свой
вклад
в
успех
проекта
:
•
базой
для
архитектуры
сети
послужила
методология
планирования
IBM;
• Itron
предоставила
счётчик
,
устройство
коммута
-
ции
пакетов
и
аппаратное
обеспечение
системы
,
программное
обеспечение
и
услуги
по
обслужива
-
нию
;
• GE
—
приёмо
-
передатчики
и
антенны
WiMAX,
сопут
-
ствующее
программное
обеспечение
и
свои
услуги
по
настройке
;
• Quanta
предоставила
услуги
по
монтажу
измери
-
тельного
и
коммуникационного
оборудования
.
Компания
CenterPoint
поставила
жёсткие
требова
-
ния
перед
разработчиками
сети
.
1.
Зона
покрытия
сети
должна
составлять
12950
км
2
.
2.
Связь
с
оконечным
оборудованием
сети
(
устрой
-
ствами
сбора
информации
от
счётчиков
и
коммута
-
ционной
аппаратурой
интеллектуальной
сети
)
долж
-
на
быть
двусторонней
.
3.
Пропускная
способность
должна
быть
достаточной
для
передачи
96
интервальных
значений
в
день
от
более
чем
2
миллионов
счётчиков
и
оформ
-
ления
сгенерированных
заявок
на
обслужива
-
ние
.
4.
Сеть
должна
быть
надёжной
в
любых
условиях
,
осо
-
бенно
в
штормовую
погоду
,
поскольку
территория
Хьюстона
подвержена
воздействию
ураганов
.
5.
Сеть
должна
соответствовать
жёстким
требованиям
стандартов
информационной
безопасности
.
6.
Архитектура
сети
должна
быть
масштабируемой
,
способной
воспринимать
постоянно
растущий
объ
-
ём
данных
,
поскольку
в
будущем
планируется
уве
-
личение
количества
интеллектуальных
счётчиков
и
коммутационной
аппаратуры
.
7.
Должна
быть
предусмотрена
избыточность
сети
для
обеспечения
бесперебойной
работы
в
случае
отказа
любого
из
компонентов
.
Развитие
архитектуры
Основой
построения
структуры
системы
интел
-
лектуальной
связи
послужила
методология
компании
IBM.
Эта
методология
представлена
в
виде
набора
шаблонов
,
комплекса
передовых
методов
и
после
-
довательности
операций
при
планировании
сетей
.
Процесс
разработки
организован
поэтапно
,
от
фор
-
мирования
требований
до
концептуального
моде
-
лирования
,
затем
до
логического
моделирования
и
,
наконец
,
создания
окончательной
детальной
сетевой
модели
проекта
.
Конечным
результатом
такого
процесса
раз
-
работки
стал
проект
сети
связи
,
в
котором
счёт
-
чики
формируют
ячейки
и
общаются
при
помощи
устройств
коммутации
пакетов
.
Расчётное
соотноше
-
ние
пропускной
способности
канала
связи
счётчик
/
устройство
коммутации
пакетов
приблизительно
со
-
ставляет
400:1.
В
случае
отказа
устройства
комму
-
тации
пакетов
данные
счётчиков
,
связанных
с
этим
устройством
,
перемещаются
на
соседнее
устройство
коммутации
пакетов
.
От
устройств
пакетной
передачи
данных
архи
-
тектура
связи
становится
двухканальной
(
первич
-
ный
и
вторичный
каналы
).
Первичный
канал
связи
представлен
частной
сетью
WiMAX,
состоящей
из
двух
радиовышек
,
обычно
располагающихся
на
подстанциях
,
и
соединён
с
близлежащей
сетью
устройств
коммутации
пакетов
.
Отказ
любого
из
опе
-
раторов
транспортной
сети
связи
WiMAX
приведёт
к
переключению
связанных
с
ним
устройств
коммутации
пакетов
вторичного
канала
сети
общего
пользования
(AT&T).
ПЛАНИРОВАНИЕ
Коммуникаций
36
Ноябрь–декабрь 2012
|
www.tdworld.com, www.tdworld.ru
ПЛАНИРОВАНИЕ
Коммуникаций
Важным
элементом
коммуникационной
инфраструктуры
стала
проверка
способности
антенно
-
мачтового
сооружения
WiMAX
осущест
-
влять
связь
со
всеми
устройствами
коммутации
пакетов
,
связанными
с
ним
.
Когда
во
время
испытаний
было
необходимо
отправить
испытательный
сигнал
на
сотовый
ретранслятор
,
расположенный
справа
,
мачта
WiMAX
не
была
готова
и
для
подъёма
антенны
на
необходимую
высоту
использовались
большие
краны
.
С
целью
обеспечения
резервирования
была
разра
-
ботана
модель
двухканальной
интеллектуальной
сети
со
сквозной
передачей
данных
.
Задействовав
собствен
-
ную
беспроводную
инфраструктуру
связи
в
качестве
первичного
канала
и
оператора
общественной
сети
в
качестве
вторичного
канала
, CenterPoint
удалось
ис
-
пользовать
обе
сети
на
полную
мощность
,
решив
таким
образом
серьёзную
проблему
.
Это
резервирование
и
отказоустойчивость
позволяют
компании
оправдывать
свой
бренд
«
всегда
на
связи
».
Схема
построения
оборудования
в
сети
Интеллектуальные
счётчики
передают
по
беспро
-
водной
линии
связи
данные
по
потреблению
электри
-
ческой
энергии
на
устройства
коммутации
пакетов
,
установленные
на
столбах
распределительной
линии
,
которые
подключены
как
к
сети
WiMAX,
так
и
к
сети
со
-
товой
связи
.
По
всему
Хьюстону
для
связи
с
более
чем
2
мил
-
лионами
счётчиков
,
входящих
в
электрораспредели
-
тельную
сеть
компании
CenterPoint,
было
установле
-
но
более
5200
устройств
коммутации
пакетов
.
В
узел
связи
входит
устройство
коммутации
пакетов
и
блок
радиоуправления
WiMAX
с
антенной
.
Все
они
запита
-
ны
от
электрической
линии
с
аварийным
питанием
от
аккумулятора
.
Для
75
коммутаторов
радиоблоки
WiMAX,
располо
-
женные
на
мачтах
,
работают
в
качестве
пункта
сбора
данных
(
ПСД
).
В
месте
расположения
устройств
коммутации
па
-
кетов
монтажники
программируют
радиоблоки
WiMAX,
затем
производится
юстировка
антенны
для
обеспече
-
ния
связи
между
радиоточкой
и
ПСД
.
Установленные
на
подстанциях
компании
CenterPoint
ПСД
производят
сбор
данных
в
радиусе
нескольких
миль
и
передают
их
по
микроволновой
и
оптоволоконной
транзитным
сетям
в
центр
сбора
данных
.
ПСД
состоит
из
46-
метровой
стальной
решётчатой
опоры
или
столба
.
На
этой
конструкции
установлены
под
углом
120
градусов
три
антенны
WiMAX
для
приё
-
ма
сигналов
от
окружающих
сотовых
устройств
комму
-
тации
пакетов
.
Кроме
того
,
для
связи
с
базовой
сетью
по
системе
микроволновой
связи
была
установлена
и
настроена
спутниковая
антенна
.
Телекоммуникацион
-
ное
оборудование
для
ПСД
размещается
в
бетонном
здании
,
расположенном
на
уровне
фундамента
опоры
или
столба
.
Данные
,
поступившие
от
устройств
комму
-
тации
пакетов
,
при
помощи
трёх
главных
спутниковых
станций
—
по
одной
на
антенну
—
передаются
по
ми
-
кроволновой
сети
связи
посредством
оптоволоконного
кабеля
в
центр
сбора
данных
.
Машина
сбора
данных
передаёт
информацию
,
со
-
бранную
от
устройств
коммутации
пакетов
,
в
систему
управления
данными
измерений
,
которая
обрабатывает
и
хранит
данные
счётчиков
и
оформляет
заявки
на
об
-
служивание
.
Данные
от
счётчиков
компания
CenterPoint
передаёт
на
Интернет
-
портал
Smart Meter Texas,
от
-
куда
потребители
могут
получить
отчёт
с
данными
по
своему
потреблению
электроэнергии
,
включающий
15-
минутные
показания
за
последние
24
часа
, 30
дней
и
12
месяцев
.
Сеть
обретает
отчётливую
форму
Было
установлено
более
2,2
миллиона
интеллекту
-
альных
счётчиков
, 5220
устройств
коммутации
пакетов
и
140
ПСД
.
После
установки
оборудования
было
зафик
-
сировано
более
2
миллиардов
межпроверочных
интер
-
валов
потребления
электричества
,
которые
доступны
потребителям
по
Интернету
каждую
неделю
.
В
2012
г
. CenterPoint
достигла
уровня
сбора
данных
99,3%
для
значений
с
интервалом
15
минут
,
а
также
уровня
99,8%
для
ежемесячных
данных
,
используемых
для
коммерческих
расчётов
.
Более
97%
заявок
на
об
-
37
www.tdworld.ru, www.tdworld.com
|
Ноябрь–декабрь 2012
ПЛАНИРОВАНИЕ
Коммуникаций
Оборудование
узлов
связи
,
включая
устройство
коммутации
паке
-
тов
и
радиоблоки
WiMAX,
собиралось
на
складе
для
облегчения
мон
-
тажа
по
месту
.
служивание
было
выполнено
в
электронном
виде
,
как
правило
,
в
течение
30
минут
,
что
избавило
от
необхо
-
димости
совершать
3
миллиона
выездов
к
клиентам
и
позволило
сэкономить
на
топливе
и
сократить
выбросы
СО
2
в
атмосферу
.
Соображения
по
теме
и
сделанные
выводы
Реальное
испытание
системы
связи
заключает
-
ся
в
том
,
чтобы
проверить
,
как
она
работает
на
деле
.
В
процессе
внедрения
возникли
свои
проблемы
,
а
так
-
же
были
сделаны
важные
выводы
:
•
разработка
сети
связи
должна
быть
согласована
с
планом
внедрения
счётчиков
.
На
деле
счётчики
компании
CenterPoint
устанавливались
по
своему
графику
,
а
инфраструктура
связи
сети
была
уста
-
новлена
и
готова
к
использованию
за
три
месяца
до
установки
счётчиков
.
Такой
подход
позволил
сразу
же
наладить
связь
счётчиков
с
системой
;
•
нужно
быть
готовым
к
тому
,
что
для
выполнения
жёсткого
графика
придётся
использовать
нестан
-
дартные
решения
в
области
проектирования
и
уста
-
новки
.
Например
,
одним
из
испытаний
,
проведён
-
ных
в
месте
возможного
расположения
устройств
коммутации
пакетов
,
было
определение
мощности
сигнала
от
удалённой
вышки
WiMAX.
При
тестиро
-
вании
передачи
сигнала
в
место
установки
устрой
-
ства
коммутации
пакетов
до
строительства
вы
-
шек
для
ретрансляции
сигналов
использовались
большие
краны
для
поднятия
антенн
на
нужную
высоту
;
•
проектирование
общей
системы
связи
следует
завершить
до
начала
наладочных
работ
.
Нужно
заранее
интегрировать
все
компоненты
связи
в
общую
архитектуру
,
протестировать
и
проанали
-
зировать
оборудование
,
привести
в
соответствие
со
строительными
стандартами
,
определить
все
необходимые
строительные
материалы
и
оце
-
нить
процедуру
установки
посредством
тестиро
-
вания
и
опробования
компонентов
;
•
необходимы
тщательное
управление
материа
-
лами
и
множеством
поставщиков
услуг
,
органи
-
зация
жёсткой
координации
на
месте
проведения
работ
,
а
также
тщательной
проверки
конструкций
и
эксплуатационных
характеристик
,
тщательное
управление
процессами
тестирования
.
Основное
оборудование
,
а
также
оборудование
с
большим
сроком
поставки
,
такое
как
устройство
коммута
-
ции
пакетов
,
оборудование
связи
,
вышки
и
соо
-
ружения
необходимо
включить
в
спецификацию
,
объявить
тендер
и
заказать
заранее
.
Нужно
всё
время
отслеживать
уровень
складских
запасов
в
системе
учёта
.
При
условии
быстрого
внедрения
отсутствующие
на
складе
компоненты
могут
при
-
вести
к
серьёзным
нарушениям
выполнения
гра
-
фика
;
•
будьте
готовы
поддержать
работу
инфраструк
-
туры
,
когда
первое
устройство
будет
введено
в
эксплуатацию
.
Следует
определить
и
проанали
-
зировать
потребность
в
специалистах
,
выбрать
и
ввести
в
действие
инструментарий
по
управле
-
нию
сетью
,
так
как
и
одно
,
и
другое
будет
исполь
-
зоваться
как
для
строительства
,
так
и
для
тести
-
рования
связи
;
•
максимально
использовать
общую
инфраструк
-
туру
связи
. «
Умная
сеть
»
создаётся
для
макси
-
мального
использования
инфраструктуры
связи
новейшей
системы
измерения
,
чтобы
удалённые
команды
или
команды
на
коммутацию
выполнялись
по
той
же
сети
,
из
которой
передаются
данные
по
использованию
электроэнергии
.
Ключи
успешного
внедрения
Эффективная
сеть
связи
компании
CenterPoint
ориентирована
в
будущее
. «
Умная
сеть
» —
это
не
только
будущее
компании
CenterPoint,
это
будущее
всей
энергетической
промышленности
.
Учитывая
вы
-
шесказанное
,
при
планировании
системы
связи
лю
-
бой
«
умной
сети
»
можно
рассматривать
несколько
подходов
:
•
организация
жёсткого
процесса
управления
.
Обще
-
му
успеху
будет
способствовать
организация
мощ
-
ного
центра
по
управлению
проектами
,
использую
-
щего
хорошо
зарекомендовавшие
себя
принципы
управления
.
При
внедрении
какой
-
либо
интегри
-
рованной
системы
,
особенно
такой
сложной
,
как
новейшая
система
измерения
,
крайне
важным
яв
-
ляется
применение
соответствующих
процессов
планирования
,
финансовых
процессов
,
процессов
,
связанных
с
выполнением
проекта
,
его
изменением
и
отчётностью
;
•
все
работающие
по
проекту
группы
,
а
также
служ
-
бы
поддержки
должны
быть
тесно
интегрированы
в
38
Ноябрь–декабрь 2012
|
www.tdworld.com, www.tdworld.ru
Структура
управления
проектом
состояла
из
руководства
по
управлению
программой
и
различных
служб
(
поддержки
,
управления
риска
-
ми
,
поддержки
производства
,
финансовой
службы
,
подразделения
планирования
/
сопровождения
и
технологической
службы
).
Кроме
того
,
в
направлениях
деятельности
были
представлены
различные
технические
элементы
новейших
систем
измерения
(
счётчики
,
сети
и
системы
связи
).
Группа
связи
в
этой
структуре
выделена
красным
цветом
только
для
того
,
чтобы
показать
её
место
в
структуре
.
структуру
управления
проектом
,
которую
жёстко
кон
-
тролирует
офис
управления
проектом
;
•
разработка
единых
коммерческих
и
технических
тре
-
бований
,
обеспечение
договоренностей
со
всеми
за
-
интересованными
сторонами
;
•
применение
отработанных
методов
разработки
се
-
тевой
архитектуры
для
обеспечения
единого
реше
-
ния
,
отвечающего
всем
требованиям
:
▪
внедрение
интеллектуальных
счётчиков
и
ком
-
мутирующих
устройств
должно
быть
всесторон
-
не
согласовано
с
внедрением
инфраструктуры
связи
;
▪
принятие
и
соблюдение
действенных
,
безопас
-
ных
и
экономически
эффективных
стандартов
по
установке
и
проектированию
,
не
упуская
из
вида
требований
,
связанных
с
оперативным
обеспече
-
нием
;
▪
минимизация
количества
отклонений
,
т
.
к
.
они
приводят
к
удорожанию
проекта
и
задержке
его
реализации
.
При
возникновении
отклонений
,
ко
-
торых
невозможно
избежать
,
следует
вывести
их
выполнение
за
пределы
основного
проекта
,
что
-
бы
не
мешать
выполнению
основных
работ
;
▪
за
этапом
внедрения
как
можно
скорее
должно
последовать
создание
плана
эксплуатации
и
со
-
провождения
оборудования
и
систем
.
В
Соединённых
Штатах
интеллектуальная
сеть
ста
-
новится
нормальным
явлением
,
а
руководящим
цен
-
тром
каждой
«
умной
сети
»
является
соединяющая
её
сеть
связи
.
Опыт
компании
CenterPoint Energy
не
мо
-
жет
быть
повторён
в
точности
для
каждого
энергообъ
-
екта
при
создания
интеллектуальной
сети
.
Но
уроки
,
полученные
в
течение
этого
процесса
,
могут
оказаться
полезными
для
других
компаний
,
которые
находятся
на
различных
этапах
этого
пути
.
Чак
Хэкни
(Chuck Hackney,
chuck.hackney@
centerpointenergy.com) —
директор
Telecommunication
Services & Smart Grid Communications.
Он
руково
-
дит
направлением
транзитного
трафика
в
компании
CenterPoint Energy
и
направлением
сети
связи
интел
-
лектуальная
сети
.
Также
он
отвечает
за
внедрение
сети
связи
для
интеллектуальной
сети
.
Хэкни
реализовал
проекты
создания
крупных
технологических
инфра
-
структур
,
выполнил
реинжиниринг
бизнес
-
процессов
и
усовершенствовал
организации
как
для
развития
круп
-
ных
технологических
структур
,
так
и
для
последующей
эксплуатации
.
Он
работал
на
руководящих
должностях
в
сфере
передачи
и
распределения
электроэнергии
,
электроэнергетики
,
руководил
проектом
внедрения
SAP
в
IT-
организациях
,
а
также
в
организациях
,
за
-
нимающихся
эксплуатацией
.
Он
имеет
степень
бака
-
лавра
в
области
гражданского
строительства
(BSCE)
и
лицензию
профессионального
инженера
в
штате
Техас
.
Компании
,
упомянутые
в
статье
:
CenterPoint Energy | www.centerpointenergy.com
GE | www.ge.com
IBM | www.ibm.com
Itron | www.itron.com
Quanta Services | www.quantaservices.com
ПЛАНИРОВАНИЕ
Коммуникаций
Оригинал статьи: Всегда на связи
Компания CenterPoint Energy планирует, проектирует, строит и эксплуатирует эффективную сеть связи на основе технологии Smart Grid.
