Projekti / Programi
Upravljanje z viri za zanesljive komunikacije z nizkimi zakasnitvami v pametnih omrežjih - LoLaG
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.08.00 |
Tehnika |
Telekomunikacije |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T180 |
Tehnološke vede |
Telekomunikacijsko inženirstvo |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
peta generacija (5G), ultra zanesljive komunikacije z nizko zakasnitvijo (URLLC), sistem za nadzor širokega področja (WAMS), merilnik fazorjev (PMU)
Raziskovalci (14)
Organizacije (2)
Povzetek
Ob tem ko intenzivnost raziskav in razvoja na tehnologijah brezžičnega dostopa 5. generacije (5G) dosega vrhunec, je čas za preverbo, kako tri širše kategorije storitev, to so izboljšane mobilne širokopasovne povezave (eMBB), množične komunikacije med napravami (mMTC) in ultra zanesljive komunikacije z nizko zakasnitvijo (URLLC), izpolnjujejo zahteve različnih področij uporabe in kako jih lahko dejansko realiziramo v različnih specifičnih okoljih delovanja. V tem projektu nas še posebej zanima elektroenergetski sistem (EES) kot specifično področje uporabe, ki je trenutno na prehodu iz zrele in zanesljive tradicionalne arhitekture s konvencionalnimi enotami proizvodnje na eni strani in potrošniki na drugi strani prenosnih in distribucijskih omrežij, v t.i. koncept pametnega omrežja, ki vključuje razpršene obnovljive vire energije in sistem upravljanja z energijo. Ta koncept zahteva spremljanje in upravljanje stanja omrežja v realnem času, in od tehnologije 5G se pričakuje, da bodo bolje zadovoljile potrebe EES sistemov po dvosmerni izmenjavi energetskih in operativnih podatkov kot njeni predhodniki. Ideja pametnih energetskih omrežij izhaja iz dejstva, da zaradi naraščajoče kompleksnosti EES ni več mogoče zagotavljati visoke stopnje zanesljivega obratovanja z doslej znanimi pristopi varnostnega predimenzioniranja, temveč je potreben prehod na informacijsko podprt način vodenja sistema, ki bo nudil tako hitrejši in natančnejši vpogled v obratovalno stanje, zanesljivo obratovanje bližje meja stabilnosti ter sprožanje ustreznih ukrepov v primeru neželenih dogodkov oziroma motenj v sistemu.
V okviru projekta se bomo ukvarjali (i) z URLLC kategorijo storitev za spremljanje stanja EES v realnem času in (ii) s porazdeljenim računanjem na obrobju omrežja za podporo lokalnemu odločanju. Sistem za nadzor nad širokim področjem WAMS (angl. Wide-Area Monitoring System) izkazuje največji potencial za podporo pametnim omrežjem, temelji pa na tokovih podatkov sinhroniziranih meritev električnih veličin EES , ki jih izvajajo in pošiljajo merilniki fazorjev PMU (angl. Phasor Measurement Unit). V zadnjem obdobju zasledimo vse več poskusov uporabe sistema WAMS za namen avtomatizirane zaščite in vodenja EES v realnem času ter njihove uporabe ne le v segmentu prenosa ampak tudi distribucije. Nekatere od potencialnih področij uporabe WAMS so ocenjevanje stanja EES v realnem času, upravljanje z zamašitvami v realnem času, spremljanje napetostnih faznih kotov EES v realnem času, spremljanje širjenja motenj v EES. S povečevanjem števila pretvorniško-priključenih enot za proizvodnjo električne energije iz obnovljivih virov bo prišlo do močnega dviga stopnje nepredvidljivosti obnašanja sistema in s tem padca zanesljivosti obratovanja, zato so se pojavile zahteve po:
- Raziskavah, razvoju in preizkušanju postopkov za izboljšanje trenutnega obratovanja EES,
- Vzpostavitvi novih in inovativnih konceptov, z upoštevanjem katerih bo EES ohranil visoko stopnjo sigurnega obratovanja.
Projekt LoLaG obravnava navedene izzive z uporabo brezžičnega komunikacijskega vmesnika URLLC za PMU in z uvedbo računanjem na obrobju omrežja kot načina za decentralizacijo in distribucijo WAMS funkcij. URLLC omogoča PMU-jem, da uporabljajo javno ali zasebno mobilno omrežno povezavo, namesto namenske ožičene infrastrukture, medtem ko EC omogoča premikanje zmogljivosti za obdelavo časovno kritičnih funkcij zaščite bližje točki delovanja.
Namen projekta je prilagoditi obstoječe oziroma razviti nove URLLC rešitve in rešitve računanja na obrobju omrežja za podporo zahtevam WAMS aplikacij z namenom omogočanja monitoringa EES v realnem času, avtonomne zaščite in necentraliziranega vodenja bodočih elektroenergetskih sistemov. Za doseganje tega namena bomo razvili in realizirali (i) URLLC rešitve, ki bodo izpolnjevale WAMS zahteve, (ii) platformo za računanje v obrobju, ki bo omogočala virtualizacijo in distribuirano izvajanje mikro-procesov v arhitekturi omrežja 5G, in (iii) principe nad
Pomen za razvoj znanosti
Program projekta je interdisciplinaren in vključuje vrsto inovativnih elementov, ki so pomembni za razvoj novih tehnologij kot tudi za razvoj znanosti in stroke tako na področju telekomunikacij kot elektroenergetskih sistemov. S predlaganim projektom pričakujemo neposreden doprinos k razvoju znanosti na vrsti področij. V okviru projekta bodo tako pridobljena nova spoznanja na področjih zanesljivih komunikacij z nizkimi zakasnitvami in spremljanja stanja elektroenergetskega omrežja. Razviti bodo novi postopki upravljanja s prenosnimi viri in računanja v obrobju omrežja in s tem pridobljena nova spoznanja, ki bodo doprinesla k učinkovitejšemu spremljanju in upravljanju stanja pametnih energtskih omrežij ali drugih podobnih distribuiranih sistemov. Predlagani projekt je kot tak relevanten za širše področje telekomunikacij kot tudi energetike. Rezultati bodo neposredno prispevali k napredku pri razvoju naslednje generacije brezžičnih sistemov 5G. Integracija novih rezultatov bo uporabna tudi na drugih področjih uporabe 5G, kjer se zahteva zanesljiva komunikacija z nizkimi zakasnitvami.
Projekt delno nadgrajuje raziskovalna programa P2-0016 in P2-0356.
Raziskovalni rezultati bodo objavljeni v mednarodno priznanih revijah s faktorjem vpliva in predstavljeni na priznanih mednarodnih konferencah. Pričakujemo tudi sodelovanje na evropskih projektih Obzorja 2020, ki razvoj tehnologij za uvajanje brezžičnih sistemov 5G, koncepta interneta stvari ter pametnih energetskih omrežij opredeljuje kot prioritetna področja raziskovanja. Projekt tako predstavlja priložnost tudi za prijavo novih skupnih mednarodnih projektov in s tem intenzivnejše vključevanje slovenske znanosti v razvoj in uveljavljanje 5G in pametnih omrežij.
Pomen za razvoj Slovenije
The proposed project is interdisciplinary and includes a number of innovative elements, important for the development of novel technologies and thus impacts scientific fields of telecommunications and energy systems. The project will develop new knowledge in the fields of reliable communications with low latency and in monitoring the status of power systems. New procedures will be developed for resource management and for edge computing and new scientific knowledge acquired, which will contribute to more efficient monitoring and management of smart grids and other similar large-scale distributed systems. The proposed research thus deals with a topic that is relevant for the wider field of telecommunications and energy systems. The results will be directly useable also on other vertical industries in 5G, where ultra reliable low latency communications are needed.
The project partially complements and extends research programs P2-0016 and P2-0356.
We expect original contributions to the field with publications in prominent journals and at internationally recognised conferences. Since Horizon 2020 identifies 5G, Internet of Things and Smart Grids as priority areas for research, we also expect participation in collaborative European projects. This project therefore presents an opportunity for participation also to collaborative EU projects and could stimulate the engagement of Slovenian researchers in the areas of 5G and smart grid research.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
