Page name: ARRSProjekti / 2018 / Upravljanje z viri za zanesljive komunikacije z nizkimi zakasnitvami v pametnih omrežjih - LoLaG

Upravljanje z viri za zanesljive komunikacije z nizkimi zakasnitvami v pametnih omrežjih - LoLaG


Nazaj na seznam za leto 2018


Oznaka in naziv projekta

J2-9232 - Upravljanje z viri za zanesljive komunikacije z nizkimi zakasnitvami v pametnih omrežjih - LoLaG
J2-9232 - Resource management for low latency reliable communications in smart grids - LoLaG

Logotip ARRS

© Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije

Projektna skupina

Vodja projekta: Izr. prof. dr. Mihael Mohorčič (15087), IJS

Projektni partnerji

Institut "Jožef Stefan", Odsek za komunikacijske sisteme (0106-004)

Univerza v Ljubljanai, Fakulteta za elektrotehniko (1530)

Vsebinski opis projekta

Ob tem ko intenzivnost raziskav in razvoja na tehnologijah brezžičnega dostopa 5. generacije (5G) dosega vrhunec, je čas za preverbo, kako tri širše kategorije storitev, to so izboljšane mobilne širokopasovne povezave (eMBB), množične komunikacije med napravami (mMTC) in ultra zanesljive komunikacije z nizko zakasnitvijo (URLLC), izpolnjujejo zahteve različnih področij uporabe in kako jih lahko dejansko realiziramo v različnih specifičnih okoljih delovanja. V tem projektu nas še posebej zanima elektroenergetski sistem (EES) kot specifično področje uporabe, ki je trenutno na prehodu iz zrele in zanesljive tradicionalne arhitekture s konvencionalnimi enotami proizvodnje na eni strani in potrošniki na drugi strani prenosnih in distribucijskih omrežij, v t.i. koncept pametnega omrežja, ki vključuje razpršene obnovljive vire energije in sistem upravljanja z energijo. Ta koncept zahteva spremljanje in upravljanje stanja omrežja v realnem času, in od tehnologije 5G se pričakuje, da bodo bolje zadovoljile potrebe EES sistemov po dvosmerni izmenjavi energetskih in operativnih podatkov kot njeni predhodniki. Ideja pametnih energetskih omrežij izhaja iz dejstva, da zaradi naraščajoče kompleksnosti EES ni več mogoče zagotavljati visoke stopnje zanesljivega obratovanja z doslej znanimi pristopi varnostnega predimenzioniranja, temveč je potreben prehod na informacijsko podprt način vodenja sistema, ki bo nudil tako hitrejši in natančnejši vpogled v obratovalno stanje, zanesljivo obratovanje bližje meja stabilnosti ter sprožanje ustreznih ukrepov v primeru neželenih dogodkov oziroma motenj v sistemu.

V okviru projekta se bomo ukvarjali (i) z URLLC kategorijo storitev za spremljanje stanja EES v realnem času in (ii) s porazdeljenim računanjem na obrobju omrežja za podporo lokalnemu odločanju. Sistem za nadzor nad širokim področjem WAMS (angl. Wide-Area Monitoring System) izkazuje največji potencial za podporo pametnim omrežjem, temelji pa na tokovih podatkov sinhroniziranih meritev električnih veličin EES , ki jih izvajajo in pošiljajo merilniki fazorjev PMU (angl. Phasor Measurement Unit). V zadnjem obdobju zasledimo vse več poskusov uporabe sistema WAMS za namen avtomatizirane zaščite in vodenja EES v realnem času ter njihove uporabe ne le v segmentu prenosa ampak tudi distribucije. Nekatere od potencialnih področij uporabe WAMS so ocenjevanje stanja EES v realnem času, upravljanje z zamašitvami v realnem času, spremljanje napetostnih faznih kotov EES v realnem času, spremljanje širjenja motenj v EES. S povečevanjem števila pretvorniško-priključenih enot za proizvodnjo električne energije iz obnovljivih virov bo prišlo do močnega dviga stopnje nepredvidljivosti obnašanja sistema in s tem padca zanesljivosti obratovanja, zato so se pojavile zahteve po: - Raziskavah, razvoju in preizkušanju postopkov za izboljšanje trenutnega obratovanja EES, - Vzpostavitvi novih in inovativnih konceptov, z upoštevanjem katerih bo EES ohranil visoko stopnjo sigurnega obratovanja. Projekt LoLaG obravnava navedene izzive z uporabo brezžičnega komunikacijskega vmesnika URLLC za PMU in z uvedbo računanjem na obrobju omrežja kot načina za decentralizacijo in distribucijo WAMS funkcij. URLLC omogoča PMU-jem, da uporabljajo javno ali zasebno mobilno omrežno povezavo, namesto namenske ožičene infrastrukture, medtem ko EC omogoča premikanje zmogljivosti za obdelavo časovno kritičnih funkcij zaščite bližje točki delovanja. Namen projekta je prilagoditi obstoječe oziroma razviti nove URLLC rešitve in rešitve računanja na obrobju omrežja za podporo zahtevam WAMS aplikacij z namenom omogočanja monitoringa EES v realnem času, avtonomne zaščite in necentraliziranega vodenja bodočih elektroenergetskih sistemov. Za doseganje tega namena bomo razvili in realizirali (i) URLLC rešitve, ki bodo izpolnjevale WAMS zahteve, (ii) platformo za računanje v obrobju, ki bo omogočala virtualizacijo in distribuirano izvajanje mikro-procesov v arhitekturi omrežja 5G, in (iii) principe nadzora in UFLS zaščitnih shem EES.

Delovni sklopi projekta

DS1: Opredelitev primerov uporabe WAMS in specifikacija zahtev za komunikacijski vmesnik (M1-M6)

A1.1: Opredelitev reprezentativnih primerov uporabe WAMS za upravljanje z napakami/motnjami v energetskem omrežju

A1.2: Specifikacija zahtev za komunikacijski vmesnik za posamezne primere uporabe

DS2: Razvoj rešitve zanesljivih komunikacij z nizkimi zakasnitvami URLLC in računanja na obrobju EC (M7-M24)

A2.1: Radijski vmesnik za več brezžičnih tehnologij in frekvenčnih pasov

A2.2: Zasnova in izvedba platforme za računanje na obrobju na podlagi mikrostoritev

A2.3: Modeliranje WAMS funkcionalnosti v podporo primerom uporabe

DS3: Izvedba in ocena delovanja na primeru uporabe (M25-M36)

A3.1: Digitalna simulacija EES v realnem času

A3.2: Eksperimentiranje v realnem EES okolju

A3.3: Pilotna postavitev

Faze projekta

  1. Faza 1.7.2018 – 30.6.2019
  2. Faza 1.7.2019 – 30.6.2020
  3. Faza 1.7.2020 – 30.6.2021

Bibliografske reference

  • POTEL, Barnabé, DEBUSSCHERE, Vincent, CADOUX, Florent, RUDEŽ, Urban. A real-time adjustment method of conventional under-frequency load shedding thresholds. IEEE transactions on power delivery, ISSN 0885-8977. [Print ed.], 2019, vol. , no. , str. 1-3, ilustr. https://ieeexplore.ieee.org/document/8645664, doi: 10.1109/TPWRD.2019.2900594. [COBISS.SI-ID 12367956], kategorija: 1A1 (Z, A', A1/2) pdf

  • SODIN, Denis, MIHELIN, Marko, SMOLNIKAR, Miha, RUDEŽ, Urban. Preizkušanje ustreznosti delovanja PMU naprav z RTDS simulatorjem. V: Referati in predstavitve 14. konference slovenskih elektroenergetikov CIGRE-CIRED, Štirinajsta konferenca slovenskih elektroenergetikov, Laško, 21.-23. maj 2019. Ljubljana: Slovensko združenje elektroenergetikov CIGRE - CIRED. 2019, 12 str., ilustr. https://www.cigre-cired.si/14-konferenca/materiali/. [COBISS.SI-ID 33232167]

  • RUDEŽ, Urban, MIHALIČ, Rafael. RoCoF-based improvement of conventional under-frequency load shedding. V: Leading innovation for energy transition, 13th IEEE PowerTech 2019, 23-27 June, Milano, Italy. [S. l]: IEEE. cop. 2019, str. 1-5, ilustr. [COBISS.SI-ID 12578900] pdf

  • GALE, Timotej, ŠOLC, Tomaž, MOŞOI, Rares-Andrei, MOHORČIČ, Mihael, FORTUNA, Carolina. Automatic detection of wireless transmissions. IEEE access, ISSN 2169-3536, 2020, vol. 8, str. 24370-24384, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2970840. [COBISS.SI-ID 33138983], kategorija: 1A1 (Z, A', A1/2)

  • RUDEŽ, Urban. Electrical grids protection : START:IP : from patent to market, 30. 1. 2020, Vienna University of Technology, invited lecture. [COBISS.SI-ID 12854356] pdf

  • T. Škrjanc, R. Mihalič, U. Rudež, "Pattern Recognition-based Predictive Under-Frequency Load Shedding Scheme," IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies (ISGT) Conference, Hague, Netherlands, October 2020. (accepted for presentation)

  • T. Škrjanc, R. Mihalič, U. Rudež, "Improving Conventional Under-Frequency Load Shedding by Pattern Recognition Technology," International Conference and Exhibition Protection & Automation for Electric Power Systems, Moscow, Russia, 2020. (accepted for presentation)