Как ADMS и DERMS предоставляют более интеллектуальные решения для коммунальных служб и потребителей

Системы управления распределением электроэнергии (ADMS) и системы управления распределенными энергоресурсами (DERMS) являются важнейшими технологиями управления сетями в современной системе электроснабжения.

ADMS объединяет несколько систем управления коммунальными услугами в единую платформу управления. Она объединяет такие функции, как управление отключениями, системы контроля и сбора данных (SCADA) и автоматизация распределения (DA), чтобы предоставить операторам видимость и контроль в режиме реального времени по всей распределительной сети. Эта интеграция позволяет коммунальным услугам оптимизировать поток электроэнергии, быстро реагировать на отключения и поддерживать надежность во все более сложных сетях.

Тем временем DERMS фокусируется на управлении распределенными энергетическими ресурсами (DER), такими как солнечные батареи на крыше, аккумуляторные батареи, электромобили и активы реагирования на спрос. Он позволяет коммунальным службам контролировать, прогнозировать, контролировать и оптимизировать эти разнообразные, часто принадлежащие клиентам ресурсы. Платформы DERMS помогают координировать DER с более широкой сетью, обеспечивая такие возможности, как ограничение пиковых нагрузок, поддержка напряжения и виртуальные электростанции.

Обе технологии становятся необходимыми, поскольку традиционная модель одностороннего потока энергии (от крупных установок к потребителям) уступает место двунаправленной, децентрализованной системе. По мере распространения солнечных, накопителей и других DER операторы сетей нуждаются в сложном программном обеспечении для поддержания стабильности, максимизации интеграции чистой энергии, отсрочки дорогостоящих обновлений инфраструктуры и предоставления новых рыночных возможностей для владельцев DER. Вместе ADMS и DERMS представляют собой системы управления, необходимые для преобразования стареющей электрической инфраструктуры в гибкую, устойчивую сеть, необходимую для будущего безуглеродной энергетики.

Чтобы лучше понять технологию ADMS и DERMS, а также то, как ее можно наиболее эффективно внедрить и использовать, POWER поговорил с Эми Бартак, менеджером по модернизации сетей в Burns & McDonnell, и Натаном Брауном, директором по операционным технологическим услугам в 1898 & Co., части Burns & McDonnell. Их мнение представлено ниже.

POWER: Какую роль играет инфраструктура связи в обеспечении работы систем ADMS и DERMS?

Бартак: Всякий раз, когда мы говорим о модернизации сети или технологиях, связанных с ней, мы видим, что в отрасли большое внимание уделяется оборудованию или развертыванию системы. Коммуникации или элементы управления программным обеспечением ADMS или DERMS часто не включаются в первоначальное планирование, поэтому они становятся критически важными, и иногда мы сталкиваемся с критическим пунктом пути: «Мы готовимся развернуть первые 50 реклоузеров на местах, но они не контролируются в центре управления, или мы не получаем с ними связь, потому что связь была второстепенной». Так что это была интересная перспектива закладки фундамента.

Браун: Я думаю, что самое интересное в коммуникации то, что вы действительно говорите о больших, долгосрочных проектах и ​​инвестициях. Телекоммуникациям требуется значительное время — иногда пять, 10 или 15 лет — для развертывания различных аспектов. Так что, если вы не думаете об этом — не планируете — заранее, вы отстаете. Я имею в виду, если у вас есть инициатива ADMS сегодня, и вы не думали о своих стратегиях и планах в области телекоммуникаций, не разрабатывали их и не начали развертывать решения, вы отстаете и не догоните, или догоните будет очень сложно.

Итак, я думаю, что это решение, которое дает возможность. Это часть, которая дает возможность. Планирование и развертывание занимает много времени, и вам действительно нужно потратить время на обдумывание этого заранее. Многие организации работают над развертыванием этих систем, ориентированных на бизнес-клиентов — платящих клиентов, и они как бы упускают из виду решения, которые должны с ними идти.

POWER: Разве большинство коммунальных предприятий уже не внедрили системы ADMS и DERMS?

Браун: ADMS развертывается дольше, но большая ее часть развертывается в менее централизованно управляемом состоянии. Итак, они получают данные обратно из систем, но они на самом деле не управляют централизованно вещами для ADMS, а это было бы управление сбоями, реагирование на сбои и снижение влияния на клиентов. Итак, то, что вы действительно видите сейчас, это следующий этап на стороне ADMS. Они действительно развертывают централизованно управляемые вещи, которые рассматривают всю модель сети и говорят: «Как мы можем быть более эффективными, действенными и перемещать вещи лучшим образом для поддержки наших клиентов».

С точки зрения DERMS, там все в целом гораздо менее зрело. У нас все еще много возобновляемых источников энергии, поступающих в сеть, и все еще много обсуждений и споров о том, как это будет управляться и как это будет централизованно контролироваться и обслуживаться. И поэтому они еще больше отстают в этом. Есть некоторые части этого, но это пока не централизованное сотрудничество или скоординированное решение.

Бартак: Кстати, разве у них уже нет систем связи? Да, есть. Правильно ли они были подобраны? Потенциально нет. Итак, с большими изменениями или импульсом в виде усовершенствованных счетчиков, и отсутствием считывателя показаний счетчиков, но возможностью собирать данные в определенных точках и затем централизованно возвращать их обратно — это было своего рода перспективой первого поколения.

Мы возлагали большие надежды на первоначальное развертывание AMI [Advanced Metering Infrastructure] или других ячеистых сетей, чтобы иметь возможность заставить все эти устройства, которые мы устанавливали, общаться. Но когда дело дошло до внедрения, то оказалось, что лазер был сосредоточен только на информации о счетах, и отрасль на самом деле не прошла через некоторые варианты использования или технические проблемы для устройств автоматизации распределения или устройств управления на линиях. Что касается DA, я часто называю это «светом связи» или «развертыванием без поддержки связи» оборудования, датчиков и всего такого в сети.

И теперь, имея возможность продумать это с точки зрения коммуникаций, мы строим более надежную сеть. Мы фокусируемся на пропускной способности. Мы фокусируемся на том, какие точки и какой объем возвращаются в определенное место, чтобы мы могли начать принимать более обоснованные решения.

Итак, включив коммуникации, сосредоточившись и собрав всю эту картину воедино, мы можем использовать данные. Мы смотрим на коммуникации, чтобы иметь возможность подключаться к этим устройствам и видеть эти состояния — чтобы нарисовать лучшую картину того, как мы можем на самом деле внести изменения в сеть, не спрашивая: «Нужно ли нам построить новую электростанцию? Нужно ли нам смотреть на что-то еще? Как мы можем заменить провода?» Таким образом, мы фактически можем предоставлять данные с операционной точки зрения системы в целом о том, что мы можем сделать, чтобы гарантировать клиентам наилучший опыт использования их энергии.

POWER: Что требуется для управления этими системами после их развертывания?

Бартак: DERMS был уникальным, потому что он охватывает множество различных организаций и заставляет людей больше работать вместе, а не изолированно, как у них было. В долгосрочной перспективе мы видим большую потребность в дополнительных ресурсах — может быть, не в ресурсах как таковых, может быть, численность персонала останется прежней, но в переоснащении и переподготовке этих людей. Кто будет смотреть на DER, которые влияют на систему на уровне распределения и передачи? Что мы смотрим с точки зрения операционных потребностей, может быть, с точки зрения ценового сигнала или, если мы смотрим на реакцию спроса — энергоэффективность для сглаживания пиковой нагрузки и как мы можем на это повлиять?

Мы работали с несколькими коммунальными службами, чтобы на самом деле подумать о следующем: «Как выглядит управление сеткой будущего?» Итак, есть несколько разных ролей. Это привлечение некоторых планировщиков и инженеров в центр управления, чтобы иметь возможность принимать некоторые решения в режиме реального времени, когда дело доходит до этого. И затем, можем ли мы обучить или переподготовить людей, которые, возможно, работали в качестве считывателей показаний счетчиков или кем-то еще, чтобы теперь они работали над прошивками и обновлениями безопасности и исправлениями для телекоммуникационной системы, будь то брандмауэр или коммутатор. Или мы можем помочь переподготовить тех людей, которым нужно выходить и устранять неполадки? Или как мы можем изменить эту кадровую систему того, кто принимает решения с точки зрения ADMS?

И затем, то, о чем не говорят много, это поддержка ИТ [информационных технологий], которая необходима. Зачастую люди застревают в своей операционной линзе и на самом деле не задумываются о том, кто должен поддерживать работоспособность самой программной системы, и что это влечет за собой с точки зрения всей команды.

Браун: Суть в том, что требуется сотрудничество между группами, которые традиционно не привыкли к сотрудничеству. С моей точки зрения, системы операционных технологий [OT] раньше были очень «настроил и забыл». Мы покупали устройство у GE или Schneider. Мы выбрасывали его в поле и ожидали, что оно проработает 20 лет. И если по какой-то причине кто-то обнаруживал, что оно перестало работать, мы просто брали одно с полки, заменяли то, что было там, и выбрасывали старое.

Это уже не так. Теперь мы внедряем систему, масштабируем ее с сотен устройств до десятков тысяч устройств, плюс много базовой структуры для сетей, безопасности и тому подобного. Этим действительно нужно управлять и поддерживать. Поэтому нам нужно извлечь некоторые уроки из сферы ИТ — управление ИТ-услугами существует уже давно — о том, как мы оповещаем и сигнализируем о вещах, как мы управляем событиями, как мы управляем инцидентами и тому подобным. Мы должны применять это в мире ОТ.

Это не сопоставление один к одному. Это не «Делай то, что сделал ИТ, и применяй это к ОТ». Это «Возьми уроки, полученные от ИТ, и применяй их так, чтобы это работало в пространстве ОТ». Но суть в том, что этим нужно управлять сейчас — для безопасности, для защиты и для эксплуатационных аспектов — чтобы убедиться, что платящие по ставкам клиенты получают то, что они просили. Если у нас есть система, которая есть, но она работает только 50% времени, они не получают того, что они просили. Поэтому нам нужно убедиться, что мы управляем в соответствии с этими ожиданиями.

POWER: С какими проблемами сталкиваются коммунальные предприятия при внедрении систем ADMS или DERMS?

Браун: Первое, что бросается в глаза всем им — и требуется время, чтобы это осознать — это то, что они не планируют хорошо вместе. Поэтому они все работают в разных группах, продвигаясь вперед в разном темпе, с разными инициативами, которые не согласованы. Поэтому мы уделяем много времени нашим клиентам и работаем над совместными усилиями по планированию и управлению. Мы говорим о: «Хорошо, мы знаем, что мы представляем план. Мы знаем, что он изменится. Когда он изменится, как мы убедимся, что все понимают изменение и согласны с ним, и что мы выбираем правильные приоритеты?»

Потому что, на самом деле, вы берете целую кучу групп, которые просто были свободны делать что-то самостоятельно, в своем собственном вакууме, в течение многих лет. Теперь они не могут быть успешными, если мы не поместим часть этой структуры вокруг них — это управление и эта способность работать вместе, планировать вместе и реализовывать вместе. Так что самая большая проблема — объединить всех в рамках одного последовательного плана. И затем, понимание того, что планы будут меняться, и нам нужно управлять этим, и иметь правильных людей, чтобы принимать правильные решения по расстановке приоритетов и перерасстановке приоритетов по мере того, как все меняется со временем.

Второстепенное, и не являющееся частью этого, это финансирование. Все выходят и используют разные методологии для получения финансирования. В зависимости от того, какой тип коммунального предприятия вы представляете, у вас есть разные функции для этого. Зачастую разные группы будут там, добиваясь финансирования для разных частей этого, не думая о том, как это повлияет на другие группы. Я вижу это все время, когда, например, группа распределения выходит, чтобы получить финансирование для развертывания целой кучи реклоузеров, конденсаторных батарей, регуляторов напряжения и тому подобного, и они просто предполагают, что сеть будет на месте. Но сетевая команда не вышла и не запросила это финансирование, и не имеет возможности восстановить это финансирование в то время. Итак, все пытаются выяснить, как убедиться, что все это поддерживается вместе.

Бартак: Или инженерная сторона будет такой: «Ну, я сделал свой пилот, используя арендованную функцию сотовой связи, так что теперь я собираюсь развернуть в 10 или 100 раз больше с той же моделью». Никто не останавливается, чтобы оглянуться назад и подумать, сколько это будет стоить из ежемесячной платы за арендованный сотовый модем от ATT или Verizon, и должен ли я провести бизнес-исследование, чтобы определить, будет ли частная сеть, принадлежащая коммунальному предприятию, стоить меньше со временем. Между тем, многие телекоммуникационные компании выходят из этих услуг, поддерживающих электроэнергетические компании, и подталкивают коммунальные предприятия к тому, чтобы у них была собственная сеть, которой им затем придется управлять. И поэтому эти разговоры были интересными.

Мы много раз видели, что они склонны упускать часть обеспечения связи. Они могли включить все, начиная с аппаратного компонента в самой сети. Они могли даже сделать выбор программного обеспечения для ADMS и встроить те $5-$10-$15 миллионов, которые потребуются для этих систем. Но они все равно затем забывают часть связи, что является интересной перспективой, и поэтому мы любим говорить о трех вещах в целом. Это не только оборудование, но и технологии — программное решение и связь — которые действительно делают модернизацию сети успешной.

POWER: Каких результатов могут ожидать коммунальные предприятия, если они инвестируют в полную экосистему, необходимую для ADMS и DERMS?

Бартак: Сразу о видимости. Видимость, которую они теперь начинают видеть — будь то DERMS или просто демонстрация ваших DER в вашей ADMS или вашей EMS [системе управления энергией] — это видимость с точки зрения безопасности. Когда мы думаем об отключениях — когда надвигается шторм или запланированное отключение — первостепенное внимание уделяется тому, чтобы мы могли безопасно вернуть электроэнергию нашим клиентам. И поэтому, имея все это в одном окне, если хотите, или, может быть, в операционном центре, мы можем работать над подачей энергии — управлением заказами на переключение — безопасным и эффективным способом.

Это также дает им немного больше власти с точки зрения принятия решений, возможно, для будущего планирования, для новых подразделений или новых обновлений — возможность изменить свою сетку и, возможно, изменить размер проводника, чтобы быть более эффективным. С точки зрения DERMS, это, опять же, понимание того, что у нас есть, где мы можем контролировать, возможно, что мы можем отложить, а затем улучшить, затраты на генерацию или другие вещи в этой сети.

Браун: Со стороны ADMS все сводится к отказоустойчивости. Отказоустойчивость системы — одна из самых важных вещей, к которым они стремятся, и это правильно. Я имею в виду, что это то, вокруг чего она построена.

Со стороны DERMS все становится немного интереснее, так как это может повысить устойчивость системы. Это также может сэкономить затраты на генерацию, особенно со временем. Я думаю, мы увидим некоторую эффективность, поскольку мы начнем действительно контролировать способ, которым энергия передается по сети, более продвинутым образом. И мы сможем использовать наши возобновляемые ресурсы, развернутые клиентами.

Вы видите, что все больше и больше микросетей клиентов или даже систем домов подключаются к сети. Нам нужно иметь возможность контролировать, управлять и наблюдать за тем, что это делает. Но мы также можем использовать эти входы в сеть более эффективно и использовать их для повышения надежности и снижения общих затрат на электроэнергию. Есть ряд коммунальных предприятий, которые планируют отложить дополнительную генерацию, созданную коммунальным предприятием, используя ресурсы возобновления на основе клиентов. И я думаю, что со временем в этом есть некоторая реальность.

Бартак: ADMS и DERMS помогают включить расширенную функциональность для более автоматизированного управления или переключения заказов, FLISR — локализация неисправностей, изоляция и восстановление обслуживания. Возможность делать все это, создавать программы, понимать, как мы можем восстановить больше клиентов, и настраивать эти схемы, имея эту расширенную программу, может отправлять и отправлять намного быстрее.

Обе эти системы позволяют принимать гораздо больше ключевых решений, которые в прошлом привели бы к выезду грузовика на подстанцию, чтобы затем запустить линию. Теперь мы можем потенциально иметь лучшее направление: «Эй, это будет на фидере A и проверим пролеты 3 и 4, потому что я считаю, основываясь на отключениях клиентов и восстановлении FLISR, это будет вашим лучшим выбором». Так что это действительно помогает специалистам по устранению неполадок на местах.

— Аарон Ларсон — исполнительный редактор журнала POWER ( @POWERmagazine ).