Rozproszone systemy monitoringu sieci ele systemy monitoringu sieci... Prezentacja danych Systemy...

Click here to load reader

  • date post

    19-Feb-2021
  • Category

    Documents

  • view

    3
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Rozproszone systemy monitoringu sieci ele systemy monitoringu sieci... Prezentacja danych Systemy...

  • Rozproszone systemy monitoringu sieci elektroenergetycznej

    Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych

    Krzysztof Piątek

  • Plan prezentacji

    1. Definicja systemu rozproszonego

    2. Cechy systemu

    3. Struktura systemu

    4. Przykłady zastosowania

  • 3

    Rozproszony system pomiarowy

    Ogół urządzeń pomiarowych, mediów transmisyjnych, urządzeń IT i oprogramowania

    przeznaczony do ciągłego zbierania i przetwarzania danych pomiarowych z wielu punktów przez długi

    okres czasu

  • 4

    Motywacja

    Skąd wynika konieczność stosowania:

    ● kontrola stanu pracy sieci – przewidywanie i reagowanie na sytuacje awaryjne

    ● kontrola jakości energii elektrycznej w różnych punktach systemu

    ● przewidywanie i optymalizacja zużycia energii elektrycznej – rozliczenie z dostawcą

    ● Smart Metering – podstawa koncepcji Smart Grid

    Nie tylko energia elektryczna, ale również woda, gaz itp. – zasoby podlegające ciągłej dystrybucji przez określone medium na dużym obszarze terytorialnym

  • 5

    Motywacja

    Obszar zastosowania:

    ● inteligentne sieci elektroenergetyczne Smart Grid

    ● systemy ciągłego monitoringu w wydzielonych sieciach, np. dużych zakładach przemysłowych

    ● badania dorywcze stanu sieci: diagnostyka, poszukiwanie przyczyn awarii – jednocześnie w wielu punktach położonych w różnych miejscach

  • 6

    Inteligentne sieci elektroenergetyczne – Smart Grid

    Bardzo szerokie pojęcie, określające sieci elektroenergetyczne kontrolowane z wykorzystaniem nowoczesnych technologii informatycznych

    ● zaawansowane technicznie rejestratory do pomiarów parametrów sieci – Smart Metering

    ● kontrola na każdym etapie przesyłu i rozdziału energii elektrycznej

    ● możliwość kontroli źródeł rozproszonych, odnawialnych, itp.

    ● centralny system zarządzania i zbierania danych oparty o technologie IT

  • 7

    Inteligentne sieci elektroenergetyczne – Smart Grid

    Możliwości:

    ● zarządzanie rozproszonym wytwarzaniem energii elektrycznej

    ● elastyczność sieci, optymalizacja przesyłu, łatwość rozbudowy

    ● kontrola jakości dostarczanej energii

    ● dokładne dane o poborze energii i stanie sieci

    ● elastyczne taryfy cenowe dla klientów

  • 8

    Inteligentne sieci elektroenergetyczne – Smart Grid

    Korzyści ze stosowania Smart Metering:

    ● zmniejszenie kosztów odczytów mierników

    ● wprowadzenie nowych, zorientowanych na użytkownika usług (np. taryfy)

    ● zwiększenie efektywności wykorzystania i oszczędności energii

    ● zwiększenie świadomości użytkowników końcowych, optymalizacja zużycia energii i zmniejszenie rachunków

  • 9

    Systemy ciągłego monitoringu w sieciach wydzielonych

    Stosowane w sieciach wydzielonych:

    ● zakłady przemysłowe mające dużą sieć wewnętrzną

    – kontrola w punktach rozliczeniowych – kontrola najważniejszych odbiorników

    ● duże budynki zapewniające podwyższoną jakość dostawy energii elektrycznej dla wynajmującego

    – monitoring zasilania pomieszczeń

  • 10

    Systemy ciągłego monitoringu w sieciach wydzielonych

    S ie

    ć d o st

    aw cy

    S ie

    ć w

    ew n ęt

    rz n a

    110/6 kV

    T2T1

    110/6 kV 110/6 kV 110/6 kV 110/6 kV 110/6 kV 110/6 kV

    T2T1 T2T1T3

    Monitoring w punktach rozliczeniowych

    Monitoring w punktach sieci wewnętrznej

    Linie przesyłowe 110 kV

    Linie kablowe 6 kV

    Rozdzielnia 1 Rozdzielnia 2 Rozdzielnia 3

  • 11

    Pomiary dorywcze stanu sieci

    ● System instalowany w celu rozwiązania konkretnego problemu

    – badania stanu sieci, poszukiwanie przyczyn awarii

    ● System złożony z rejestratorów przenośnych – łatwość instalacji i deinstalacji

    – instalowanych w punktach pomiarowych – na czas pomiaru

    ● Użytkownicy wykwalifikowani – przeszkoleni w zakresie użytkowania systemu

    ● Nacisk na różnorodność zebranych danych – przebiegi chwilowe, zdarzenia, współczynniki itp.

  • 12

    Cechy rozproszonego systemu monitoringu

  • 13

    Cechy systemu

    ● System złożony z wielu elementów spełniających określone funkcje

    – elementy sprzętowe: rejestratory, modemy itp. – oprogramowanie: serwisy WWW, bazy danych itp.

    ● Różnorodność funkcji – wymagania jakie stawiane są systemowi

    ● Budowa warstwowa – elementy systemu można pogrupować w warstwy o specyficznej funkcjonalności

    – różne sposoby określania warstw systemu – skalowalność – możliwość rozbudowy

  • 14

    Budowa warstwowa

    Rozróżnienie ze względu na przepływ danych:

    1.Zbieranie danych – pomiar

    2.Transmisja danych

    3.Zarządzanie danymi i ich składowanie

    4.Przetwarzanie danych

    5.Prezentacja danych

    Podział – możliwość zmiany technologii w obrębie pojedynczej warstwy bez konieczności zmian w pozostałych warstwach

  • 15

    Dziedzina interdyscyplinarna

    Budowa i utrzymanie systemu wymaga specjalistów z różnych dziedzin:

    ● metrologia – zbieranie danych, przetwarzanie danych

    ● telekomunikacja, sieci komputerowe – przesyłanie danych

    ● informatyka, IT – przetwarzanie, składowanie i prezentacja danych

    ● i inne

  • 16

    Otwartość, interoperacyjność

    Powstawanie systemu monitoringu:

    ● całościowe – jednolita architektura, wszystkie elementy systemu znane i niezmienne

    ● stopniowe – jednolita architektura, różnice wynikają z instalowanych urządzeń w chwili rozbudowy lub modernizacji systemu

    ● na bazie istniejącej infrastruktury pomiarowej lub SCADA – różne urządzenia, różne architektury, konieczność wprowadzania warstw tłumaczących

  • 17

    Otwartość, interoperacyjność

    System zamknięty:

    ● rozwiązania własnościowe poszczególnych firm

    ● współpraca z konkretnie wyszczególnionymi urządzeniami i oprogramowaniem

    – ograniczone możliwości rozbudowy – vendor lock-in

    ● współpraca z innymi urządzeniami utrudniona lub niemożliwa

    – konieczność „tłumaczenia” formatów danych

    ● zachowana spójność i jednorodność sytemu

  • 18

    Otwartość, interoperacyjność

    System otwarty:

    ● określenie standardów komunikacji między składnikami systemu

    ● współpraca z urządzeniami i oprogramowaniem wspierającymi dane standardy

    – duże możliwości rozbudowy

    ● problemy współpracy

    – możliwe problemy z kompatybilnością – niejednorodność systemu

  • 19

    Konieczność zapewnienia bezpieczeństwa

    Raport CyberKnowledge i U.C.Berkeley dla California Energy Commission (październik 2005)

    „Sensor networks may suffer from many layers of potential vulnerabilities: they are subject to the problems of computer networks in general [...] and additional physical attacks [...]”

    Raport NIST (wrzesień 2009)

    „Ensuring cyber security of the Smart Grid is a critical priority. To achieve this requires that security be designed in at the architectural level.”

  • 20

    Konieczność ochrony prywatności

    Raport NIST The Cyber Security Coordination Task Group (wrzesień 2009)

    „The lack of consistent and comprehensive privacy policies, standards, and supporting procedures [...] creates a privacy risk that needs to be addressed.”

    Raport dla Information and Privacy Commissioner, Ontario, Canada (listopad 2009):

    „[Smart Grid] introduces the possibility of collecting detailed information on individual energy consumption use and patterns within the most private of places – our homes.”

  • 21

    Zagadnienia bezpieczeństwa informacji

    Złożony system wielowarstwowy wymaga całościowej koncepcji zapewnienia bezpieczeństwa informacji:

    ● bezpieczeństwo w każdej warstwie – rozwiązania techniczne i programowe

    ● polityka dostępu do danych – autoryzacja użytkowników, zarządzanie uprawnieniami

    ● polityka bezpieczeństwa systemu – reakcja na incydenty, zarządzanie informacjami poufnymi (np. hasła, klucze kryptograficzne)

  • 22

    Zagrożenia

    ● Zagrożenia w każdej warstwie

    – sabotaż mierników – podmiana danych, „zanieczyszczenie bazy” –

    oszustwa finansowe, zmiana statystyk, fałszowanie informacji o systemie

    – przejęcie kontroli – szantaż, nadużycia systemu, dezorganizacja pracy

    ● Zagrożenia prywatności klientów – wycieki danych – profilowanie klientów – stwierdzenie obecności w budynku

  • 23

    Zagrożenia

    ● Wykorzystanie standardowych komponentów stosowanych w IT

    – wykorzystanie zalet, ale również przejęcie podatności