Teknologi & Løsninger for AMS / SmartGrid. 4. November 2009 Per Erik Nordbø BKK

Transkript

1 Teknologi & Løsninger for AMS / SmartGrid 4. November 2009 Per Erik Nordbø BKK

2 Kort om standard teknologier Det ønskede verdensbildet Et kort crash -kurs i protokoller Hva finnes av standarder og hva gjenstår? Kommunikasjon måler innsamlingsnode Innomhus sanntidskommunikasjon - måler kunde / appliance Kvalitetssikrede rapporter - kunde WEB/Internett Utvendig montering av måler konsekvenser Ny bolig-/byggmasse bør vi ikke tenke nytt her? CapEx versus OpEx for et AMS system 2

3 AMS - det ønskede verdensbildet Nettselskap Kunde Meter Ovn Varmtvann Laptop IP Nett KM AMS Network iphone Best Effort Data DLNA TV Appliance Innsamlingsnode Spørremodul Offentlig IP Nett (Internett) igoogle Internett Brannmur Databearbeiding Kvalitetsikret Faktura & WEB Presentasjon (personifiserte Data) 3

4 Crash-kurs - Kommunikasjonsprotokoller Kommunikasjonsprotokoller = Meldingsformater + Regler Hvorfor virker både Mac, Windows og Linux på Internett? De har alle implementert Internett Protokollene PC Server Brevarket WEB Klient WEB Server Rekommandert brev TCP TCP Navn + Adresse IP IP IP Transportmetode GPRS Modem GPRS Modem Eth. Fiber Ethernett Fiber Radio Omlasting Fiber / Lys 4

5 Tankegodset overført på AMS / SmartGrid Benytter Telecom verdens komm. protokoller Anvender og utvikler applikasjons protokoller for AMS bransjen Utvikler spesifikasjoner for fysiske bærere som nettselskapene sitter på f.eks 3G PLC Måler Innsamlingsnode Meteorologi DLMS DLMS Rekommandert TCP NS TCP Adresse IP IP IP Transportmetode G3 PLC G3 PLC Fibermodem Fibermodem PLC Radio Omlasting Fiber / Lys 5

6 Hva oppnår nettselskapene med standard AMS Forenkler anbudsspesifikasjoner - refererer til standarder Kan blande utstyr fra leverandører i samme nettkrav om utstyr har passert interoperabilitetstester Større fleksibilitet mht valg av komponenter i nettet (små målere, målere med bryter m.m) Ikke krise hvis målerleverandør terminerer produksjon av AMS utstyr, velger da utstyr fra annen leverandør Ved å etablere et åpent AMS nett forenkler dette også utplassering av SmartGrid appliances i et felles AMS/SmartGrid nett 6

7 Hva vi kan bruke av standarder fra telecom Applikasjonstjenester Filoverføring, overvåking, meldingsutveksling m.m. Logiske bærernett: Internett Protokollene (IPv4/IPv6) Fysiske bærernett Private Radionett: WiMax Offentlige Radionett: GPRS (2G) (opp til 2015?) HSPA (3G) i dag (opp til 2017?) LTE (4G) i morgen (2012 og utover) Fiber/Kobber Ethernett 7

8 CapEx versus OpEx i AMS utrullingen Totale kostnader %!# Bytte av teknologi... Utrulling ferdig... Tid Er teknologien fremtidsrettet? Skalerer den? Blir den faset ut av operatøren/leverandøren? Har vi kontroll med driftskostnadene? Bør vi in-/outsource? 8

9 Hvilke standarder som mangler Målerprotokollen DLMS/COSEM er utviklet men mangler adopsjon gjennom et standardiseringsorgan Alt tyder på at EUs M/441 og OPEN Meter vil definere utvidelser til DLMS/COSEM slik at den også kan brukes innen Multiutility Metere (gass, vann, strøm, etc.) Standardisert radio over strømnettet (PLC) i Cenelec A båndet Ønsket av nettselskaper som har mange av kundene sine i armerte betongbygg (armering = radioantenne) + forventet levetid Proprietære løsninger råder markedet - sårbar Piloter basert på åpne spesifikasjoner PRIME/ERDF ser lovende ut.. De tre hovedkandidatene for 3. gen. PLC PRIME Specification (PRIME Alliance) G3 PLC Profile Specification (Franske ERDF) ENEL / Echelon 30 millioner målere på PLC (åpner nå opp den proprietære løsningen sin ) Forventer at M/441 vil adoptere en eller flere av disse PLC løsningene 9

10 10 Åpne 3. generasjons PLC spesifikasjoner i Cenelec A båndet PRIME Alliance: Prime Specification PRIME = PoweRline Intelligent Metering Evolution Initiativtaker Iberdrola (Spania) Utviklet spesifikasjoner sammen med industripartnere Har adoptert teknogi fra xdsl og 2-3G nettene (OFDM, Interleaving, Viterbi m.m) for høy kapasitet og støyskjerming Har fått chip-leverandørene Texas Instruments (USA), STelectronics (Frankrige) og ADD (Spania) til å implementere teknologien på én (1) chip Pilot med 1000 målere er gjennomført vurdert som suksess Storskalapilot med målere er nå lagt ut på anbud hos Iberdrola, deretter 10 millioner målere Maksimal overføringsrate er 132 kbit/s ERDF / PLC G3 Profile Specification Pilot er ferdig over LV og MV rapporterer suksess Maks overføringsrate er 32 kbit/s Det vil ta 1 år før ERDF har ferdige chip som gjør hele jobben Spesifikasjonene markedsføres i dag inn mot OPEN Meter og M/441

11 Innomhus kommunikasjon NVE sier at nettselskapene skal tilby overføring av metrologiske data trådløst (avsnitt 5.2) til de av kundene som ønsker det effektuttak, målerstand, nå-tariffer ++? Snakker vi da om 2% eller 80% av kundene? Tja - innføring av peak tariffer vil trolig bli utslagsgivende ingen kraftig driver i dag Kunden vil da trenge intelligent behandling av sanntidsoverførte metrologiske data for energistyring altså appliance Behovet for dedikert display er da lite appliance kan gi deg øyeblikksbilde eller alarmer via pc eller mobil 11

12 Innomhus kommunikasjon - teknologier Metering Europe 2009 (repr. fra EUs M/441 mandat - paneldebatt) Nettselskapene må forberede seg på å kommunisere med et trådløst punkt inne hos kunden Noen av alternativene vi har måler appliance Wireless MBUS (Meter BUS) 868 MHz WLAN / WiFi (2.4 & 5 GHz) ZigBee (2.4 GHz) ZWave (868 MHz) HomePlug GP / IEEE P1901 (PLC i CENELEC C båndet) Energistyring appliance i generalisert måler eller hos kunde? Appliance (enrgistying) kan i prinsippet ligger i en generalisert kommunikasjonsmodul i måler Dilemma - Vet ikke hvem av kundene som vil ha eller trenger appliance Erfaringer fra USA sier at kunden ønsker full kontroll med appliance kunden definerer selv komfort grenser Mer naturlig at kunden kjøper/leier appliance fra - nettselskapet står for formidling av sanntids meteologiske data og tariffer 12

13 Kundens smarthus Noen erkjennelser Strøm er et livsnødvendig produkt men samtidig et lavinteresseprodukt Interessen for strøm-/nettproduktet er størst når strømmen er dyr eller når strømmen er borte Smarthus investeringene til kunden skjer innen underholding og komfort Derfor nærliggende At energirelatert styring i hjemmet blir en add on til smarthusinvesteringene som kunden uansett vil gjøre innen underholding / komfort Energistyring via appliance (Nokia Home Control m.fl.) Innstillinger av standardverdier gjøres via PC, iphone Status og alarmer via konsumentenheter (TV med DLNA, Fotoramme, PC, mobil ) Innomhus teknologi er flyktig og ingen one size fits all Kommunikasjonsmodul til måler må ha plug-in sokkel for trådløse overføring av metrologiske data til appliance Kunden må ha ansvaret for hele radiokommunikasjonen mellom måler og appliance Nettselskapene en verktøykasse for EUs målsetning Sanntidsoverføring av best-effort metrologiske data og tariffer for energistyring Kvalitetssikrede data fra nettskyen (WEB server hos Nettselskapet, integrert presentasjon på igoogle m.fl) Google erfaringer kunden må registrere data om boligen sin og beliggenhet for at rapporter kan gi anbefalinger om potensialet for lønnsomme/hensiktsmessige tiltak 13

14 Nye bygg SmartBygg Industri-/Kontorbygg Stort potensiale for energisparing i bygg Det er allerede flere målinger i bygg video, temperatur, fjernvarme, olje, strøm, vann Nye bygg får fiber lagt inn (BKK m.fl.) Behov for et SmartBygg aksesspunkt med fiber inn og ethernet/fiber frem til målerne Avlesing av målerdata kryptert over Internett eller via lukket IP nett 14

15 Nye privatboliger tilknyttet nye nettstasjoner Fiber til nye nettstasjon Dekker både SmartGrid og AMS behov Fiber til måler tilknyttet ny nettstasjon Fiber til måler for alle kundeavganger Driftskostnader (OpEx) forventes å bli lave Naturlig å videreselge ekstra fibre til innholdsleverandører av TV/Internett Ekstern montert måler Nettansatte får tilgang til måler i målerrom/-skap eller utvendig veggmontering Dersom lang avstand fra måler innomhus appliance HomePlug GP (GP = Green Power) kan være kandidat (256 kbit/s) Dersom kort avstand fra måler innomhus appliance Radio i 868 Mhz, 2.4 GHz og 5 HGz er OK 15

16 Sikkerhet i AMS systemer Trusselbildet En dag står det på nettet hvordan du kan sende inn falske målerverdier til innsamlingsnoden i AMS systemet Proprietære systemer Vanlig tilnærmingsmetode: Metoden vår er udokumentert, derfor er den sikker (også kalt security by obscurity ) Kan også være god Åpne systemer Er autentiserings- og krypteringsmetode dokumentert Fordi metodene som er anvendt vurderes som så sikre at det ikke lar seg bryte Sikkerheten i AMS / SmartGrid blir vurdert i IEEE P2030 komitéen 16

17 Konklusjoner Et AMS basert på standarder lar seg realisere i dag (DLMS + IP + ulike fysiske bærernett) Men det gjenstår fortsatt å se hva M/441 ender opp med OPEN Meter er ferdig med 350 requirements for AMS Ser nå på hva som skal være obligatoriske/opsjonelle krav - også landstilpasning Kan sette NVE kravspekk ut av kraft pga EØS avtalen, EU M/441 blir kravet EUs M/441 vil ikke finne opp hjulet på nytt Vil adoptere der gode løsninger og spesifikasjoner finnes Vil spesifisere der feltet er upløyd mark elle patenter blokkerer Vi vil se konturene av arbeidet når spesifikasjonene for kommunikasjonsprotokollene foreligger Q4 2009/ Q Bransje-/Applikasjonsprotokollene (DLMS ++) Q Fra sentralt hold i EU er det krefter som ser på M/441 som en forutsetning for at EU skal klare sine målsetning og at et M/441 compliant AMS derfor må gjennomføres i alle medlemsland (inkludert EØS medlemmene) 17