Sustav za optimizaciju mreže

Zelena tranzicija kao jedan od vodećih političkih i gospodarskih prioriteta sljedećeg desetljeća, zahtijevat će visoka ulaganja u decentralizaciju i digitalizaciju energetskih mreža. Novi pristup proizvodnji električne energije s više dionika no prije, iziskivat će do danas nepoznatu razinu upravljačke složenosti. Pred upraviteljima je stoga novi izazov osmišljavanja novih načina uspostave nadzora, troškovno efikasnih radnih procesa i metoda upravljanja za dostizanje zadovoljavajuće razine svjesnosti o ključnim događajima u mreži u stvarnom vremenu. Tu u prvi plan dolaze alati sposobni za prikupljanje velikih količina podataka, njihovu adekvatnu obradu i tumačenje u svrhu dobivanja konkretnih, operativnih uvida koji poboljšavaju poslovanje operatera distributivnih sustava te čine energetski sustav održivim.

Ranije korišteni alati u misiji rješavanja tih izazova su nisko efikasni. Razlog tome krije se prvenstveno u činjenici što su projektirani i osmišljeni za potrebe tradicionalnih energetskih sustava, baziranih na centraliziranom upravljanju manjim brojem stabilnih i predvidljivih energetskih izvora te predvidivom opterećenju mreže uslijed izostanka značajnijih pokušaja uključivanja manjih proizvođača energije. Štoviše, tehnologija proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora bila je u fazi istraživanja i razvoja pa su ponuditelji bili lako prepoznatljivi i njihovo uključivanje u tokove je bilo osjetno lakše planirati. Stoga je namjena tada razvijenih alata bila usmjerena izrazito stabilnom i predvidljivom sustavu koji je zahtijevao redovito održavanje, ali ne i značajnu fleksibilnost i mogućnost odgovora na promjene na mjesečnoj, tjednoj, pa čak i dnevnoj razini proizvodnje što je izazov s kojim se operateri distribucijskih sustava suočavaju danas.

‍

Današnji sustavi pak traže:

a. Pregled zbivanja na razini sve brojnijih mrežnih elemenata - Operateri distribucijskih sustava trenutno ne posjeduju alate koji im u stvarnom vremenu pružaju pregled zbivanja u mreži na razini svakog elementa na čitavom distribucijskom području za koje su nadležni. Suočeni sa smanjenim mogućnostima uvida u stanje mreže, identificiranje uzroka štetnih događaja u mreži postaje izrazito težak zadatak. Samim time svi kvarovi, ispadanja mreže, ali i pronalazak najboljih načina za popravak istih postaju još kompleksniji i dugotrajniji s obzirom da prilikom djelovanja terenske ekipe nisu sigurne rješavaju li samo nuspojavu ili zaista pravi uzrok kvara. To stvara nepotrebno opterećenje resursa operatera, prolongira vrijeme potrebno za rješavanje kvara te čini samo održavanje reaktivnim umjesto proaktivnim. Navedeno također dovodi i do smanjene kvalitete planiranja investicija kao sljedećeg problema.

b. Pritoritizaciju visokih ulaganja u obnovu i izgradnju mreže - S obzirom da operaterima sustava nedostaje kvalitetan uvid u zbivanja u mreži te kvalitetni podaci koji bi poduprli donošenje odluka o investicijama u daljnji razvoj mreže, prioritizacija investicija kao i njihov učinak ostaju na razini nagađanja. To znači da operateri ne mogu biti sigurni da će planirana investicija zaista riješiti određeni problem, koji će točno biti njezin kvantificirani učinak te jesu li možda te resurse trebali investirati u rješavanje drugog, potencijalno važnijeg problema.

c. Smanjenje gubitaka uslijed dotrajalosti mreže te nekontroliranog ponašanja - Suočeni s rastućim cijenama energije na međunarodnim tržištima kao i rastućim razinama nesigurnosti dok se u sustav uvodi sve veći udio obnovljivih izvora energije, postoji potreba za unaprjeđenjem učinkovitosti sustava, a to se primarno odnosi na smanjenje gubitaka u sustavu. Trenutne razine gubitaka koje su evidentirane u nizu država EU, među kojima i RH, postaju neodržive i dovode do velikih i nepredvidljivih troškova.

Odgovarajući na te izazove, Sedam IT je razvio rješenje za optimizaciju mreže sposobno za prikupljanje i obradu velike količine podataka koji operaterima distribucijskih sustava pruža jasne uvide u stanje svake komponente mreže u stvarnom vremenu te im pomaže u kompleksnim zadaćama vođenja, uravnoteženja i optimizacije sustava s ciljem smanjenja gubitaka energije, troškova i opterećenja sustava.

‍

Konkretnije, Sedam IT razvio je rješenje kojim operaterima distribucijskih sustava omogućava:

a. Kvalitetan pregled sustava na razini mrežnog elementa – Mogućnosti našeg sustava da iz dosad nepovezanih sustava prikupi relevantne podatke, sistematizira ih i da im poslovnu logiku i dodatnu vrijednost te sve to prikaže na jednostavan i intuitivan način u stvarnom vremenu, korisnicima olakšava svakodnevne operativne zadaće dok istovremeno pruža dublje razumijevanje događaja u mreži. Tako stvara podlogu za proaktivno djelovanje u svrhu poboljšanja distribucijskog sustava.

b. Kvalitetnije planiranje investicija - Implementacijom našeg sustava, operaterima distribucijskog sustava omogućeno je kvantificiranje učinaka potencijalnih investicija te je poboljšano odlučivanje i planiranje temeljeno na dokazima i podacima, a ne nagađanjima, što jamči bolji povrat investicije i nosi vidljiviji učinak investicije na funkcioniranje same mreže.

c. Učinkovitije poslovanje kroz smanjenje gubitaka - Mogućnost našeg sustava da prikupljene podatke sistematizira putem algoritama strojnog učenja čime identificira gubitke, razlikuje tehničke od netehničkih gubitaka zajedno s lokacijom njihova nastanka. Time uvođenjem našeg sustava, operateri distribucijskih sustava uz poboljšani pregled sustava dobivaju i kvalitetniji alat za podupiranje smanjivanja razine gubitaka, prevenciju netehničkih gubitaka i poboljšanje profitabilnosti poslovanja.

‍

Sam sustav, odnosno platformu čine sljedeće osnove funkcionalne cjeline (komponente) od kojih je svaka niže obrazložena:

1. Servisi za prikupljanje i zaprimanje podataka (Data Collection & Retention Services),

2. Servisi za upravljanje tokom podataka (Time Series Data Pipeline Services),

3. Podsustav za upravljanje meta podacima, elementima i topologijom mreže (Topology & Metadata Management Services),

4. Podsustav za upravljanje pohranom podataka (Data Persistence Services)

5. Servisi za procesiranje podataka (Data Processor Services) i

6. Alati i sučelja za vizualizaciju i upravljanje sustavom (Data Visualization & Management UI).

‍

‍

1. Servisi za prikupljanje i zaprimanje podataka (Data Collection & Retention Services)

Servisi za prikupljanje i zaprimanje podataka čine servisi koji zaprimaju i preuzimaju podatke o mjerenjima sa akvizicijskih uređaja poput mjernih setova, IoT senzora te integracijom s drugim vanjskih izvorima. Zaprimljena ili preuzeta mjerenja se u izvornom obliku prosljeđuju servisu za privremenu pohranu i retenciju te se potom vrši distribucija podataka u odgovarajući tok podataka specifičan za određen tip poruke, odnosno mjerenja. Prema tome ovu funkcionalnu cjelinu čini:

• Servis(i) za prikupljanje - generički servisi koji zaprimaju poruke iz vanjskih sustava različitim protokolima te ih prosljeđuju u Sustav za zaprimanje i privremeno zadržavanje.

• Specifični integracijski servisi - Servisi koji zaprimljene podatke pohranjuju u streaming servis koji pored zaprimanja vrši i retenciju (zadržavanja) podataka

• Servis za zaprimanje i retenciju - osigurava dugoročnu dostupnost i mogućnost preuzimanja zaprimljenih podataka pretplatnicima (subscribers) u izvornom vremenskom slijedu njihova zaprimanja

• Servis za distribuciju - ima ulogu prosljeđivanja zaprimljenih poruka o mjerenjima u odgovarajući tok podataka specifičan za određen tip poruke.

‍

2. Servisi za upravljanje tokom podataka (Time Series Data Pipeline Service)

Servisi za upravljanje tokom podataka su grupirani u jedan ili više međusobno neovisnih tokova podataka ovisno o specifičnim vrstama mjernih podataka koji se prikupljaju te su specifični samom rješenju. Uloga svakog toka podataka je pretprocesiranje mjerenja organiziranih u vremenske serije te pripremu tih podataka u oblik pogodan za procesiranje i pohranu. Svaki servis toka podataka dio je jednog toka podataka te ima jedinstvenu ulogu u funkcioniranju sustava.

‍

3. Podsustav za upravljanje meta podacima, elementima i topologijom mreže (Topology & Metadata Management Services)

Za potrebe upravljanje informacijama o elementima i topologiji energetske mreže ovaj dio sustava koristi se za prihvat, pohranu i dohvat podataka o energetskoj mreži. Pri tome je njegov osnovni zadatak čuvati vjerodostojni model stvarne energetske mreže. Model je logička struktura koja predstavlja stvarni model mreže i nudi mogućnost obogaćivanja dodatnim podacima o mreži s ciljem pripreme podataka za kasnije analitike i upravljanje sustavom.

‍

4. Podsustav za upravljanje pohranom podataka

Podsustav za upravljanje pohranom podataka koncipiran je s ciljem da omogući jednostavan rad s podacima koji se pohranjuju i željenom načinu korištenja tih podataka te je u skladu s tim omogućen izbor odgovarajućeg načina pohrane. Zbog različite prirode samih podataka taj zadatak može obavljati nekoliko sustava za upravljanje podacima (DBMS) kao što su:

• Sustav za upravljanje podacima u vremenskim serijama

• Sustav za upravljanje meta podacima

• Sustav za upravljanje podacima o topologiji mreže

• Sustav za upravljanje privremenom pohranom podataka

‍

5. Servisi za procesiranje podataka (Data Processor Services)

Skupina servisa za procesiranje podataka za zadatak ima obradu podataka ciljanim algoritmima kako bi se dobili međurezultati i krajnji rezultati rada samog sustava. Pri tome ulazni podaci mogu biti mjerenja i agregirana mjerenja obogaćena odgovarajućim skupom meta podataka te pohranjeni međurezultati ranijih procesiranja. Izlazni podaci se kao rezultati procesiranja spremaju u odgovarajuća spremišta podataka korištenjem servisa za pohranu obrađenih podataka. Procesori platforme su u velikoj mjeri realizirani oko algoritama strojnog učenja (ML). Za takve je algoritme u pravilu prije korištenja potrebno izvršiti treniranje odgovarajućim (povijesnim) skupom podataka te izvršiti testiranje tako dobivenog modela kontrolnim skupom podataka.

‍

6. Alati i sučelja za vizualizaciju i upravljanje sustavom (Data Visualization & Management UI)

Alati za vizualizacija i upravljanje sustavom (Data Visualization & Management UI) čine:

• Alati za upravljanje i konfiguriranje sustava - skup sučelja i protokola potrebnih za operativni rad samog sustava, poput administracijskih sučelja pratećih servisa, DBMS alata te alata za upravljanje servisima za procesiranje podataka

• API sučelje za objedinjavanje vizualizacijskih podataka - objedinjava sve pozive prema pozadinskim servisima te se može koristiti i za integraciju sa vanjskim sustavima trećih strana

• Korisničko web sučelje za vizualizaciju mjerenja, obrađenih podataka te geoinformacijsku vizualizaciju - aplikacija za krajnje korisnike sustava koja omogućava jednostavan pregled osnovnih i mjernih podataka. Web sučelje koristi primjerene načine vizualizacije podataka kao što su tablice, grafovi, dashboard ekrani te geoprostorni prikazi.

‍

Možemo zaključiti kako naš sustav predstavlja značajan iskorak u području digitalizacije energetskog sektora te doprinosi kvalitetnijem, profitabilnijem i dugoročno održivom upravljanju distribucijskim sustavom. Arhitektura samog sustava, njegove funkcionalnosti, kapaciteti i mogućnosti plod su dugotrajnog rada i razvoja stručnjaka Sedam IT koji su izgradili skalabilnu future-proof platformu sposobnu za integraciju u najkompleksnije poslovne okoline čime omogućavaju rast i napredak naših sadašnjih, ali i budućih klijenata te čine njihovo poslovanje boljim, učinkovitijim i spremnijim za buduće izazove.

‍