Skip to content

Latest commit

 

History

History
139 lines (115 loc) · 9.69 KB

bijlage_2__evaluatie_geschiktheid_standaarden.md

File metadata and controls

139 lines (115 loc) · 9.69 KB

Bijlage 2 – Evaluatie geschiktheid Standaarden {#bijlage-2-evaluatie-geschiktheid-standaarden}

EF-Pi

(https://fan-ci.sensorlab.tno.nl/builds/fpai-documentation/development/html/ )

  • Pro’s
    • Uit Nederland afkomstig, zowel Alliander als Stedin zijn al bij dit project betrokken.
    • Wordt al gebruikt in dynamo, er is ervaring aanwezig.
    • Sluit nauw aan bij de specificaties m.b.t. informatiebehoefte.
    • Bevat goede profielen van apparaten waarbij rekening wordt gehouden met dingen als ramp-up time/ramp-down (bv generator), capaciteit en vulgraad (accu)
  • Cons:
    • Lijkt eerder een logische specificatie te zijn dan een technische.
    • Zelf niet gebaseerd op bestaande standaarden
    • Classificaties van apparaten zijn een beetje onhandig in de spec `gehardcode’
  • Overig en conclusie: Deze standaard is niet internationaal bekend en is strijdig met het zoveel mogelijk willen gebruiken van internationale standaarden. Daarom wordt EF-Pi niet geschikt geacht voor de markt-interface en ook minder geschikt voor de DSO/TSO interface, hoewel het iedere DSO/TSO het vrijstaat om het alsnog intern toe te passen. De kennis uit EFI kan op relevante punten wel worden herbruikt.

openADR

(https://fan-ci.sensorlab.tno.nl/builds/fpai-documentation/development/html/ )

  • Pro’s
    • Lijkt een technische specificatie
    • Gebaseerd op Oasis Energy Interoperation (EI)
  • Cons:
    • Vooral gebruikt in Noord-America
    • Semantisch gezien onduidelijk, geen meerwaarde
  • Overig en conclusie: Deze standaard heeft niet de volwassenheid voor een open-internationaal gebruikte standaard. Vanuit de semantische meerwaarde, informatiemodel, heeft deze standaard onvoldoende meerwaarde voor dit vraagstuk.

MQTT

  • Pro’s:
    • QoS standaard aanwezig
    • Proof of concept millioenen instanties (Facebook messenger).
    • bi-directioneel
    • has a built-in distribution mechanism,supporting one to one,one to many,one to zero distribution models
    • Lage bandbreedte, want data-centric
  • Con’s:
    • Geen informatiewaarde, want data-centric, dus mapping?
    • Berichtgrootte zeer beperkt, waardoor kans op onvoldoende informatieoverdracht.
    • End-to-end-Encryptie nog onvoldoende, standaard en getest aanwezig.
  • Overig en conclusie: MQTT is een veelbelovende standaard voor de toepassing in dit vraagstuk. Vanwege de beperkte berichtgrootte, de nog onvoldoende zekerheid op encryptie in combinatie met het feit dat er nog geen standaardisatie in de energiesector rondom opwek-sturing en vraagsturing plaatsvindt zal MQTT niet worden toegepast. In de toekomst ligt er veel potentieel voor MQTT.

Webservices

  • Pro's:
    • Zeer volwassen technologie, op grote schaal toegepast bij o.a. bank transacties en veel meer.
    • Kennis van webservices en toepassingen is breed beschikbaar in de markt.
    • Flexibel in architecturen in te passen (centraal/decentraal).
    • Inhoud van berichten is flexible naar eigen inzicht in te richten. Zowel met XML, als JSON.
    • Kan, afhankelijk van implementatie, zeer weinig traffic veroorzaken.
  • Con's:
    • Vereist een continuë verbinding, of buffering en persistentie bij tijdelijke uitval.
    • Is een standaard, maar schrijft geen specifieke zaken voor toepassing in Energiesector.
  • Overig en conclusie: Webservices zijn een goede, flexibele basis waarop een overgroot deel van verschillende sectoren hun systemen hebben gebouwd. Door de flexibiliteit is het mogelijk de architecturen te implementeren die gewenst zijn. Anderzijds is de standaardisatie voor dit specifieke vraagstuk daarmee niet ingevuld. Naast deze standaard is er behoefte aan sector-specifieke standaarden, bijvoorbeeld over gebruik van webservices of de semantiek die wordt ingevuld.

XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol)

  • Pro's:
    • In de basis web-services, standaard IT technologie.
    • In lijn met final-draft IEC 61850-8-2 (Approved for Final Draft International Standard).
    • Beoogde technologie in Duitsland i.c.m. FNN Steuerbox (naast de MMS optie).
    • Open standaard met mogelijkheid om flexibiliteit "on-top" te bouwen.
    • Beproefde technologie met millioenen instanties.
    • Bi-directioneel.
  • Con's:
    • QoS is expirimenteel.
    • Nog geen XMPP implementaties in aansturing energiesector bekend.
    • Vereist een continuë verbinding, of buffering en persistentie bij tijdelijke uitval, want is web-service.
  • Overig en conclusie: XMPP heeft het potentieel om te worden toegepast bij dit vraagstuk vanwege de standaardisatie binnen IEC 61850 en i.c.m. de FNN Steuerbox. De openstaande vraag is hoe het past in de algehele architectuur met berichtenuitwisseling zoals verder in dit vraagstuk is gespecificeerd. Past dit samen?

IEC CIM

  • Pro’s:
    • Informatie is opgesteld in een format dat door andere systemen (gemakkelijker) kan worden geïntegreerd.
    • In lijn met interface specificatie alle grotere SCADA leveranciers
    • Harmonisatie met IEC 61850 gaande
  • Con’s:
    • Positionering op SGAM: operation/enterprise/market.
    • Niet direct toepasbaar op huidige/oude systemen.
    • Beperkte communicatie-dragers gespecificeerd (enkel IEC 61968-100).
    • Netwerkbelasting mogelijk groter (in geval van SOAP).
  • Overig en conclusie: IEC CIM is naast IEC 61850 één van de standaarden die in Europa de betekenis van informatieoverdracht definiëren en structureren en blijft voorlopig candidaat.

IEC 61850

IEC61850 is een standaard die uiteenvalt in vele delen en substandaarden. Hierdoor is het bij deze standaard goed te kijken welke delen /(het meest/) relevant zijn voor dit vraagstuk. Hierin identificeren we:

  • IEC 61850-6 (SCL)

  • IEC 61850-7-6 (BAP)

  • IEC 61850-8-1 (MMS)

  • IEC 61850-8-2 (XMPP)

  • IEC 61850-90-7 (DER)

  • IEC 61850-7-420 (DER data modellering)

  • IEC 61850-7-410 (hydro)

  • IEC 61850-90-10 (Scheduling)

  • IEC 61850 algemeen (samenvatting)

  • Pro's:

    • Reeds in gebruik bij vele onderstations en IED's
    • Hoog detail niveau voor controle en schakel functies
    • Onderdeel van de IEC doelarchitectuur: IEC62357
    • Harmonisatie met IEC CIM gaande

  • Con's:

    • Beperkt zich tot stations/devices, het volledigte elektriciteitsnet kan niet worden uitgedrukt in IEC61860. De synergie in het toepassen van IEC61850 in stationsautomatisering en in DER is datamodel-technisch vanwege ontbreken topologie nog niet waargenomen.
    • Complex: standaard kent vele pagina's en opties (oplosbaar door een 61850 profiel te maken) etc.
    • XMPP implementatie is nieuw (Nog in draft, 248 pagina's)
    • Security beperkt zich tot o.a. beveiligde tunnels (TLS) Role-based access wordt (nog) niet ondersteund.

  • Overig en conclusie: Een goede uitleg van samenhang XMPP en IEC61850-8-2 is beschikbaar in een presentatie van Siemens. Het is nog een afweging of de complexiteit (zelfs voor ingewijden in de materie) geen blokkade vormt voor toepassing in markt-devices. Een open source referentie implementatie kan helpen om de complexiteit bij de implementatie te verminderen.

DLMS

DLMS is een protocol gebruikt in het metering domein. Het bestaat uit een Bluebook (500 blz)  met de interface classes en een Greenbook (511 blz) met de onderliggende communicatie mechanismen. Of een protocol geschikt is voor een toepassing hangt af of de vereiste informatie gemapped  kan worden op het protocol:

1. Aan en afmeld proces: Applicatie Associatie objecten kunnen daarvoor gebruikt worden.

2. Operationele aansturing:

*  Productie vermogen reductie naar 0 aanzetten, *  Productie vermogen reductie opheffen, *  Werkzame vermogen te verminderen/uitzetten, *  Werkzame vermogen te vermeerderen/aanzetten, *  DLMS: Limiter object of Function Control objecten. Beiden lijken niet helemaal aan te sluiten bij Elektriciteitsproductie Eenheid. *  Bijwerken schema's voor autonome gedrag *  Opvragen interface versieo DLMS: interface classes. *  Opvragen interface (software) versie elektriciteitsproductie eenheido DLMS: interface classes. *  Opvragen regelbaar werkelijk/blind vermogeno DLMS: Register class beschikbaar *  Melden van terugregeling productie eenheid aan systeembeheerdero DLMS: Register class beschikbaar

3. Rapportage en monitoring: Object model uitleesbaar met initiatief van DER-Control maar kan ook worden gepusht naar DER-Control.

  • Pro's: * De meeste informatie die uitgewisseld moet worden kan gemapped worden op het DLMS protocol. * Efficiency is goed.  DLMS heeft veel efficiëntie mechanismen om de performance te optimaliseren. Voorbeelden: meerdere verzoeken kunnen in 1 bericht gecombineerd worden zodat het aantal round-trips beperkt is, efficient codering van berichten. * DLMS heeft state-of-the art applicatie security mechanismen volgens NIST aanbevelingen.  Zowel symmetrische als asymeteriche security mechanismen. Indien alleen TLS gebruikt moet worden dan is dat ook een optie. * Protocol is gebaseerd op een object model (zoals IEC 61850)

  • Con's: *  Het gebruikte object model is vooral gebaseerd op  energie-metering en niet op SCADA systemen.  Er kunnen wel classes toegevoegd worden voor andere domeinen (zoals Elektriciteitsproductie Eenheid). * DLMS is onbekend in de SCADA wereld.

  • Overig en conclusie: DLMS is minder geschikt voor Elektriciteitsproductie Eenheid omdat het protocol niet gebruikt wordt voor dit toepassingsgebied.