Ime strani: 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 in drugih sofinacerjev

© Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije

Projektna skupina

Vodja projekta: 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

Razvoj tehnologij brezžičnega dostopa 5G so vodile predvsem zahteve različnih področij uporabe ter potreba po njihovem usklajevanju in povezovanju. V zaključenem projektu nas je kot specifično področje uporabe še posebej zanimal elektroenergetski sistem (EES) in njegov prehod v koncept pametnega omrežja, ki zahteva spremljanje in upravljanje stanja v realnem času. Od storitev in tehnologij 5G se pričakuje, da bodo podpirale spremljanje EES z uporabo tehnologije sistema za nadzor nad širokim področjem (WAMS). WAMS temelji na tokovih podatkov sinhroniziranih meritev električnih veličin EES, ki jih izvajajo in pošiljajo merilniki fazorjev (PMU) in druge porazdeljene pametne robne naprave (IED). V takem sistemu se WAMS uporablja za avtomatizirano zaščito in vodenje EES, ocenjevanje stanja EES, upravljanje prezasedenosti, spremljanje faznih kotov, spremljanje širjenja motenj, itd., vse v realnem času z namenom zagotavljanja varnega in zanesljivega obratovanja. V projektu smo raziskovali zagotavljanje visoko zanesljivih brezžičnih komunikacij z nizko zakasnitvijo in rešitve robnega računalništva za podporo strogim zahtevam aplikacij WAMS za spremljanje, avtonomno zaščito in porazdeljeno krmiljenje EES v realnem času. Raziskava metod za zagotavljanje zanesljivih brezžičnih povezav z nizko/deterministično zakasnitvijo je bila usmerjena k uporabi javnega ali zasebnega mobilnega omrežja namesto namenske infrastrukture žičnih ali optičnih omrežij, ki jo kot pristop za decentralizacijo in porazdelitev funkcij WAMS dopolnjuje robno računalništvo z obdelavo časovno kritičnih funkcij zaščite bližje točki delovanja.

V okviru projekta smo si zastavili in dosegli tri cilje:

Na podlagi podrobne analize zahtev WAMS po zagotavljanju parametrov kakovosti komunikacijskih storitev in testiranju prototipa naprave PMU s stališča povezovanja v eksperimentalnem okolju mobilnega omrežja smo se osredotočili na nove postopke upravljanja z radijskimi viri, ki omogočajo manjše zakasnitve in večjo zanesljivost brezžičnih povezav. Glavni poudarek je bil na proučevanju souporabe radijskega spektra, kjer smo zasnovali okolje za samodejno zaznavanje brezžičnih prenosov v nelicenciranem ali deljenem frekvenčnem pasu, ter na postopkih ocenjevanja kakovosti brezžičnih povezav (LQE), kjer smo analizirali in ovrednotili različne podatkovno zasnovane ocenjevalnike kakovosti povezav ter razvili nove klasifikatorje za odkrivanje nepravilnosti na brezžičnih povezavah, ki temeljijo na tehnikah strojnega učenja (ML). V podporo robnemu računalništvu za potrebe aplikacij WAMS smo zasnovali in realizirali ogrodje za porazdeljeno računanje med obrobjem in oblakom. Ogrodje omogoča uporabo sodobnih pristopov kot so virtualizacija funkcij, kontejnerizacija in sestavljanje mikrostoritev v robnih napravah kot so PMU in IED, ki so na strežniški strani, ki se lahko izvaja tudi kot oblačna storitev, podprti z ustreznimi, predvsem odprtokodnimi orodji. Delovanje rešitev robnega računalništva smo ovrednotili s stališča zmogljivosti in zakasnitev prenosa podatkov v javnem mobilnem omrežju na primeru uporabe za odkrivanje in lokalizacijo motenj v EES. Naprave PMU in IED s podporo robnemu računalništvu smo testirali in uspešno validirali tudi v namensko vzpostavljenem okolju za digitalne simulacije v realnem času s podporo ekpserimentiranju s strojno opremo v zanki (HIL) na primerih uporabe odkrivanja in lokalizacije motenj v EES in zaščitne sheme podfrekvenčnega razbremenjevanja, ki izkazujeta največji potencial za implementacijo v realnem omrežju ter za ustrezno delovanje zahtevata podporo robnega računalništva z lokalno obdelavo časovno kritičnih funkcij.

Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani. Povezava na SICRIS.

Delovni sklopi projekta

Raziskovalno delo na projektu je bilo organizirano v treh delovnih sklopih (DS) s pripadajočimi aktivnostmi (A):

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