Огляд проєкту Felectra

Що таке Felectra?

Бачення

У зв'язку з енергетичним переходом змінюється використання мереж передачі та розподілу електроенергії.

Архітектура управління електричними мережами має бути швидко адаптована для врахування вводів на нижчих рівнях мережі, більш високої динаміки потоків і більш розподіленого управління (як внутрішнього управління, так і послуг гнучкості мережі від третіх сторін).

У зв'язку з цим ОСП і ОСР потрібне нове покоління цифрових систем автоматизації підстанцій (DSAS), які могли б забезпечити складніші, динамічніші та адаптивніші функції автоматизації на вузлах і кордонах мережі, а також розширену оркестровку з центральних систем, як у гнучкому, так і в масштабованому режимі.

Віртуалізація розглядається як ключова інновація для задоволення цих потреб.

Проєкт націлений на розробку «еталонного дизайну» і платформи реального часу з відкритим вихідним кодом «промислового рівня», яка може запускати віртуалізовані додатки автоматизації та захисту (насамперед для електромережевої галузі та потенційно за її межами). Ця платформа призначена для розміщення застосунків із кількома провайдерами.

Особливості

• Kubernetes від краю до приватної хмари на "bare metal"
• Хостинг систем віртуалізації: на платформі можна встановлювати та керувати різнорідними віртуальними машинами.
• Висока доступність і кластеризація: машини в кластері знаходяться під зовнішнім моніторингом, щоб гарантувати високу доступність у разі апаратних або програмних збоїв.
• Розподілене сховище: дані та образи дисків віртуальних машин реплікуються та синхронізуються, щоб гарантувати їх цілісність та доступність на кластері.
• Інтелектуальна віртуальна мережа: платформа віртуалізації здатна конфігурувати та керувати мережевим трафіком на рівні даних.
• Адміністрування: система легко налаштовується і управляється як з віддаленого комп'ютера, підключеного до мережі, так і адміністратором на місці.
• Автоматичне оновлення: платформа віртуалізації може автоматично оновлюватися з віддаленого сервера.

Мета проєкту

Проєкт «Felectra» ставить за мету створення смарт платформи для сучасної енергетики. Платформа реалізована як PaaS/SaaS для публічних і приватних хмар. Задля полегшення переходу на модульне програмне рішення для центрів управління на основі мікросервісів для операторів розподільчих систем. Це дозволяє операторам швидше адаптуватися, оскільки компоненти можуть оновлюватися більш незалежно один від одного. Платформа надає системним операторам і розробникам програмного забезпечення для автоматизації фреймворк з відкритим вихідним кодом, який надає відкриті API для підключення нових функцій автоматизації і підтримує галузеві стандарти, такі як CIM IEC61970 і IEC61850 та інші. Бачення полягає в тому, щоб інтегрувати сучасні системи SCADA з Felectra і поступово перенести функціональні можливості в мікросервіси.

Попередній набір функцій автоматизації буде наданий разом з фреймворком і повинен бути доопрацьований в рамках проекту Felectra:

• збір, фільтрація, обробка оперативних данних на краю (fledge);
• оцінка стану та потік потужності (тестово pyVolt) ;
• прогнозування навантаження (ostef);
• контроль напруги (covee - CoordinatedVoltageControl);

Функціональні можливості, розроблені в рамках проекту, не будуть відрізнятися від будь-яких інших Felectra-сумісних функцій автоматизації, розроблених ззовні, і використовуватимуть ті ж самі інтерфейси. Завдяки модулям для моделювання в реальному часі, проект Felectra підтримує безшовну інтеграцію розробки, тестування та розгортання. Нові функції автоматизації можуть бути розроблені та ретельно протестовані на віртуальному представленні енергосистеми в реальному часі.

Компоненти

Кожен сервіс складається з API та реалізації функції автоматизації. Ідея полягає в тому, щоб налаштувати і запустити функцію автоматизації за допомогою API, коли вона розгорнута на краю або в хмарному середовищі.

Обсяг проєкту

Спочатку, проєкт включатиме такі компоненти:

1. Платформа: Felectra для організації інфраструктури.

2. інтеграція з Fledge: побудова конвеера на межі

   • Збор даних: Модулі для збору показників з кінцевих пристроїв на об'єктах генерації.
   • Фільтрація даних: Функціональність для фільтрації та попередньої обробки даних.
   • Передачя даних: Засоби для надійного передавання даних до центрів на північ.

3. Інтеграція з OpenSTEF: Для створення прогнозів на основі зібраних даних.

   • Оперативні прогнози: Точні прогнози дозволяють передбачати затори та ефективніше планувати розподіл ресурсів.
   • Аналіз даних в режимі реального часу: Використовуючи дані в реальному часі з датчиків мережі та прогнозів погоди для надання своєчасної інформації.
   • Налаштовувані рішення: Індивідуальні рішення, пристосовані до унікальних потреб кожного підприємства, забезпечуючи максимальну ефективність та результативність.
   • Інтегровані експертні знання про енергетику: вбудовані знання про енергетику для покращення якості прогнозування. Наприклад, автоматично розраховуються та реалізуються додаткові погодні функції.

4. Інтеграція з CoMPAS: Створення еталонного впровадження стандарту IEC виробничого рівня. (Реалізація моделі IEC 61850, зокрема, для управління профілями та конфігурацією системи автоматизації та управління захистом в електроенергетиці PACS (Protection, Automation, and Control Systems)).

   • Інструменти для управління та конфігурації профілів IEC 61850 необхідні в різних бізнес-процесах електромережевої галузі
   • Процес планування компонентів мережевої інфраструктури полегшує проектування адаптації енергосистеми та проектування PACS підстанцій, що встановлюються або модернізуються
   • Визначення вимог, інтеграція систем різних постачальників та введення в експлуатацію на етапі закупівлі та постачання PACS
   • Адаптація до змін умов експлуатації та оновлення конфігурації системи протягом терміну служби PACS
   • Управління активами для виконання робіт з технічного обслуговування та оновлення PACS.

   Крім того, існує потреба в кращій доступності даних PACS підстанції на рівні підприємства - функцій, налаштувань та даних про операційні процеси - та в покращенні інтероперабельності між процесами на рівні підстанції та підприємства за рахунок більшої автоматизації:

   • Покращення взаємозв'язку між мережевим плануванням та інженерними процесами PACS
   • Покращення взаємозв'язку між конфігурацією PACS та конфігурацією центральних систем, включаючи SCADA та управління активами.

Аудиторія

Цей документ призначений для розробників, архітекторів програмного забезпечення, менеджерів проєктів та інших технічних фахівців, які беруть участь у розробці та впровадженні проєкту «Felectra».