PLATFORMA ZA RACIONALNO UPRAVLJANJE PORABNIKOV ENERGIJE

1. PLATFORMA ZA RACIONALNO UPRAVLJANJE PORABNIKOV ENERGIJE Dalibor Igrec (Margento d.o.o.), MiralemHažiselimović (FE, UM), Dejan Zilli (Nova Vizija d.d.), Tomaž Domajnko (Mitom skupina d.o.o.)

2. Stanovanjska enota • Kombinacija zvezdaste in paralelne topologije z osrednjo točko – električno omarico • Majhne razdalje med porabniki, velik vpliv porabnikov na električno omrežje • Cilj: povečanje udobja in boljučinkovita poraba energije vir: Tadej Savič

3. Javna razsvetljava • Običajno zvezdasta topologija s centralno točko – prižigališčem • Razdalja med prižigališčem in do 500 svetilkami lahko preseže 2.000 metrov, • Cilj: upravljanje in nadzor delovanja, omogočanje preventivnega delovanja vir: arhiv JR

4. Cilj razvoja • Izgraditi želimo tehnološko platformo, ki bo omogočila učinkovito upravljanje porabnikov električne energije v stanovanjskih enotah in sistemih ulične razsvetljave. • Platforma mora: • izkoriščati obstoječe gradnike • omogočati hitro izvedbo implementacije brez gradbenih del • biti ekonomsko sprejemljiva

5. Razvojni projekt • Naziv: rECC (rational Energy Consumer Control) oziroma „Platforma za racionalno upravljanje porabnikov energije“ • Sodelujoči: konzorcij podjetij (Nova Vizija d.d., Eltratec d.o.o., Jelovica d.d. in Javna razsvetljava d.d.) in Fakultete za energetiko, UM • Področje: sistemi javnih razsvetljav, samostojne stanovanjske enote • Namen: izdelati prototip produkta/storitve

6. Topologija rešitve Vmesniki Centrala Lokalni konc. Kontrolne enote TCP/IP PLC

7. PLC – Power Line Communication • Tehnologija • za namene telekomunikacijskih storitev se uporablja elektroenergetsko omrežje, • uporablja različne frekvenčne pasove (A, B, C ali D). • Prednosti • za prenos podatkov se uporablja že obstoječa infrastruktura, • združuje komunikacijsko in energijsko vstopno točko v omrežje, • cenovno ugodna rešitev (električno omrežje je povsod dostopno). • Slabosti • težave z zanesljivostjo, • občutljivost na elektromagnetne motnje, • delovanje v trifaznem sistemu ni samoumevno.

8. Fizične komponente sistema • Lokalni koncentrator • EmbeddedPC platforma (rumeno), • Embeddedplatforma z ARM mikrokrmilnikom + PLC modul (modro). • Kontroler • Embeddedplatforma z ARM mikrokrmilnikom + PLC modul, • Napajanje direktno iz električnega omrežja. • PLC modul • uporablja frekvenčni pas nad 95 kHz (izven A območja) • hitrost prenosa podatkov: 2400 ali 4800 bps, • uporablja metodi: (a) preambledetectionwithconditioning in (b) hardwareframesynchronization, • omogoča multi-master povezavo in komunikacijo.

9. Kontrolni scenarij m. app: centrala: lok. konc: ke 1: ke 2: ke 3: On (selected) working … On (ke1) ack On (now) ack progress working … On (now) ack progress working … On (now) ack progress working … done progress working … done progress working … done progress done

10. Izzivi • Zmanjšati količino kontrolne komunikacije • Povečati robustnost delovanja sistema • Zagotoviti odzivnost sistema

11. Sprememba koncepta Proc. enota Upor. storitve Procesna enota Ponudnik storitve Procesna enota Pon. storitve Proc. enota Uporabnik storitve Proc. enota Procesna enota Proc. enota TCP/IP PLC

12. Porazdeljen sistem • Mehanizmi gradnje topologije sistema • Za vsak gradnik predpisan proces pristopa v / izstopa iz sistema • Implementiran je algoritem preverjanja delovanja • Koncepti delovanja sistema • Znotraj sistema gradnik deluje samostojno, brez vplivov na ostale gradnike sistema • Gradnik zagotavlja zanesljivo izvedbo ukazov (časovno ali periodično) in ponuja lokalno hrambo podatkov • Gradniki med seboj komunicirajo dogodkovno

13. Porazdeljen sistem • Zagotavljanje skalabilnost in zanesljivosti • Lokalni koncentrator začasno hrani podatke porabnikov in jih na zahtevo posreduje v centralo • Izbrana podmnožica kontrolnih enot delno implementira “mesh” omrežne algoritme • Zagotavljanje odzivnosti • V celotnem sistemu niso dopustni zamiki • Implementirana je dvosmerna komunikacija med lokalnim koncentratorjem in centralo • Uporabniški vmesnik je realiziran kot “real-time” vmesnik

14. Odzivnost - SignalR • WebSocket (full-duplex komunikacija po eni TCP povezavi, standardiziran protokol, ni kompatibilen za nazaj) • Na starejši infrastrukturi avtomatski fallback na drug način komunikacije (Server SentEvents, ForeverFrame, Long Polling) • Vzdrževanje stalne logične povezave (logika ponovitev) • Podprta scaleup in scaleout • Open source knjižnica, podprta s strani Microsofta

15. Windows Azure • Web role • CloudService (C#, SignalR HUB, Visual Studio 2013) • HTML5 aplikacija (mobilna in web aplikacija, SenchaTouch) • Azure data storage • SQL, Azure Table Storage – Big Data • Worker role • avtomatizacija upravljanja naprav

16. Kaj smo dosegli ? • Komunikacija • Znižana na 1% prvotne količine • Zanesljivost • Povečana zanesljivost (s svojimi mejami) • Skalabilnost • Mogoče kontrolno omrežje do 1.000 porabnikov • Centrala omogoča scale-up in scale-out scenarije • Odzivnost • Dosežen zahtevan odzivni čas • < 100 ms 95% časa v stanovanjski enoti, max: 750 ms • < 150 ms 95% časa javni razsvetljavi, max: 1.200 ms (*)

17. Zaključek • Jedro platforme izgrajeno (prototipni okvir) • Nadaljevanje razvoja & rešitev tehničnih izzivov • Priprava tržnega produkta & celovite storitve • Oblikovanje partnerstev & prodajnih poti

18. PLATFORMA ZA RACIONALNO UPRAVLJANJE PORABNIKOV ENERGIJE