分散式能源資通訊導入 IEC 61850 標準 ( 智慧電網資通訊觀點 ) 一 前言 二 智慧電網 IEC 標準與 IOT 技術應用 三 歐美 XMPP 相關計畫案例 四 XMPP 在 DER( 含 PV) 資通訊整合建議 五 結論 台電綜研所廖政立於電腦公會 B102 會議室 2017.07.21
前言 DER( 含 PV) 大規模運用議題 分散式能源 (DER) 分布廣泛具跨 Internet 特性 須考量大量佈建 (Plug-Play) 及資安問題 既有封閉網路所用協定或標準無法直接用於未來發展 IOT 技術目前被 IEC 61850/62746 標準納入的須重視 IEC 61850-8-2/IEC 61850-80-3 XMPP 通訊協定 DER 應用是個好選項之一 XMPP - extensible Messaging and Presence Protocol - An IOT open standard for instant messaging 2
3 前言 SA 與 DER 在 SG 應用上比較
前言 希望引進符合智慧電網國際標準之 IOT 技術 4 IEC 61850-8-2(XMPP) standard for DER are expected From DNP / Modbus to XMPP DNP / Modbus /OPC are the main Protocols used in Taipower now. We are considering replaced these legacy ones by XMPP due to the Scalability, Security, Compatibility, etc. problems We would like to use IEC 61850-8 - 2(XMPP) as the future standard communication protocol for distributed energy resources.
智慧電網 IEC 標準與 IOT 技術應用 智慧電網核心標準已納 IOT 技術 IEC 62351 IEC 61850 IEC 62746 /OpenADR/ XMPP
智慧電網 IEC 標準與 IOT 技術應用 IOT 技術目前已被 IEC 61850/62746/62351 標準納入 62746 Ed.1: Systems Interface between Customer Energy Management System and the Power Management System 62746-1 Overview (include Glossary) TR 62746-2 Use Cases and Requirements TS 62746-3 Architecture 62746-4 Data Model 62746-5 Service interface to customer system 62746-10 Mapping 62746-10-1 PAS OpenADR 2.0b 62746-10-2 CIM compliant Mapping to XMPP Message content and exchange patterns Message transport and services Security Availability, redundancy Profiles, Interoperability 6
7 智慧電網 IEC 標準與 IOT 技術應用 IOT 技術目前已被 IEC 61850/62746/62351 標準納入
智慧電網 IEC 標準與 IOT 技術應用 IEC 61850 DER 相關標準 IEC 61850 標準 DER 相關 Basic communication structure DER logical IEC 61850-7-420 Nodes IEC 61850-90-6 Using IEC 61850 for DAS Object models for inverter based IEC 61850-90-7 applications IEC 61850-90-8 Object model for electric mobility Object models for electrical energy IEC 61850-90-9 storage systems IEC 61850-90-10 Modeling of schedules in IEC 61850 IEC 61850-90-15 DER Grid Integration using IEC 61850 Requirement analysis for mapping to IEC 61850-80-3 Web Protocols IEC 61850-8-2 SCSM mappings to XMPP
9 智慧電網 IEC 標準與 IOT 技術應用 目前 IEC 61850-80-3 (TR) 已公布 已公布 IEC/TR 61850-80-3 與將公布的 IEC 61850-8-2 新通訊協定息息相關
智慧電網 IEC 標準與 IOT 技術應用 IEC 61850-80-3 候選技術 XMPP IEC 62541 (OPC UA) IEC 61400-25-4 Annex A XML over WebSocket DPWS REST ACSI XML 10
智慧電網 IEC 標準與 IOT 技術應用 IEC 61850-8-2 (IS) 將公布 IEC 61850-8-2 有助於分散式能源資訊廣泛應用在電力管理及需量反映上 此部分 (Part) 標準誕生後, 將加速再生能源資通訊在多領域複雜的智慧電網系統上應用之實現 11
12 智慧電網 IEC 標準與 IOT 技術應用 XMPP 資安選項
13 智慧電網 IEC 標準與 IOT 技術應用 XMPP-HADDOOP/Big Data
14 智慧電網 IEC 標準與 IOT 技術應用 IOT 通訊協定與應用時間反應
15 智慧電網 IEC 標準與 IOT 技術應用 XMPP 是目前唯一已被納入 IEC 61850/62746/62351 標準之 IOT IOT Protocol Overview MQTT: a protocol for collecting device data and communicating it to servers (D2S) XMPP: a protocol best for connecting devices to people, a special case of the D2S pattern, since people are connected to the servers DDS: a fast bus for integrating intelligent machines (D2D) AMQP: a queuing system designed to connect servers to each other (S2S).
歐美 XMPP 相關計畫案例 XMPP Siemens 應用例 16
17 歐美 XMPP 相關計畫案例 XMPP Siemens 應用例
18 歐美 XMPP 相關計畫案例 DER 應用 XMPP 案例
19 歐美 XMPP 相關計畫案例 典型作法
20 歐美 XMPP 相關計畫案例 新作法
歐美 XMPP 相關計畫案例 XMPP 應用案例 - Echelon 21
歐美 XMPP 相關計畫案例 DER 應用 XMPP 案例 -KONČAR IEC 61850-8-2- SCSM mappings to XMPP
歐美 XMPP 相關計畫案例 OS4ES Project partners
歐美 XMPP 相關計畫案例 IPDX 產品 IPDX is the first to offer capabilities based upon the use of XMPP to offer an event driven messaging system for enterprise integration of large scale heterogeneous sensor networks. IPDX offers a distributed decentralized client-server architecture which includes registration, policy administration and management including directory services, data sharing, and security. IPDX provides a reference implementation for the ISO/IEC/IEEE 21451-1-4 standard. 摘自 : MaCT USA 24
歐美 XMPP 相關計畫案例 智慧電網 XMPP, ISO IEC IEEE 21451.1 摘自 : MaCT USA 25
歐美 XMPP 相關計畫案例 智慧電網 IPDX CLOUD 應用 26
27 歐美 XMPP 相關計畫案例 IPDX 在再生能源之應用
28 歐美 XMPP 相關計畫案例 P21451 Family of Standards
29 歐美 XMPP 相關計畫案例 美國目前 IOT 在 SG 之另一發展
歐美 XMPP 相關計畫案例 OpenFMB Framework
31 歐美 XMPP 相關計畫案例 EPRI 進行之 DER ICT 全部採用 IEC 61850 之訊模型
XMPP 在 DER( 含 VP) 資通訊整合建議 XMPP 在 RE/DER/PV 案場應用構想示意 32
33 結論 再生能源或 DER 資通訊議題 資料封裝格式問題 (Information Models) 資料叫用問題 (information Services) 資訊傳輸問題 (Communication Protocols)
結論 未來標準化之建議 採用已納入 IEC SG 標準之 IOT 技術 建立先導型 IEC 61850/XMPP 系統 ( 兼顧配合原一致化規劃 ) 要加速導入時間建議直接與有經驗國家合作或國內 IOT 廠分工合作 資訊整合標準運用 / 經費 / 時間要有優勢 DER 資通訊在末端標準化並可雲端規劃或設定
報告完畢 謝謝聆聽敬請指正 35