*Artykuł sponsorowany*

Protokół LwM2M pozwala spełnić Operatorom Systemów Dystrybucyjnych wymagania instalacji liczników zdalnego odczytu u odbiorców końcowych według ustawy Prawa Energetycznego z dn. 18 czerwca 2021 roku.

W dzisiejszym artykule, Artur Wróbel, ekspert z firmy AVSystem dostarczającej rozwiązania dla branży energetyki w zakresie inteligentnego zarządzania licznikami, przedstawi nam wymagania prawne wynikające z ustawy oraz możliwe ich zaadresowanie z wykorzystaniem protokołu LwM2M. Z takich rozwiązań korzystają już dostawcy bramek Theben AG, urządzeń mierniczych np. Elvaco czy dostawcy usług energetycznych PGE i Tauron.

Wymagania efektywnego zarządzania systemem liczników

Przytaczana wielokrotnie, na naszych łamach, znowelizowana ustawa nakłada na Operatorów Systemu Dystrybucyjnego (OSD) wiele obowiązków. Oznacza m.in. obowiązek montażu milionów liczników zdalnego odczytu (LZO) na obsługiwanym przez OSD obszarze.

Jednym z zadań stawianym przed LZO jest umożliwienie OSD efektywnego zarządzania systemem elektroenergetycznym w oparciu o gromadzone dane z bardzo dużej, docelowo wielomilionowej, populacji urządzeń. Te z kolei, umożliwią kontrolę wskaźników jakości dostawy energii elektrycznej, wskaźników skuteczności pozyskiwania danych pomiarowych, wskaźników niezawodności komunikacji oraz innych parametrów istotnych dla systemu pomiarowego.

Środowisko polskich OSD do projektu LZO podeszło bardzo poważnie i ambitnie a o kolejnych wdrożeniach, co potwierdzają plany Grupy Tauron czy Enea Operator.

Dlaczego aktualne rozwiązania nie spełniają wymagań?

Wyobraźmy sobie sytuację, kiedy licznik, bądź współpracujący z nim moduł komunikacyjny nie działa. A co jeśli liczba niedziałających urządzeń jest znacząca? Jak zabezpieczyć się oraz przewidywać możliwości wystąpienia awarii czy innej natury problemów z LZO?

Jednym z najbardziej rozpoznawalnych protokołów w branży energetycznej jest powszechnie stosowany do komunikacji z licznikami energii elektrycznej DLMS (ang. Device Language Message Specification). Dzięki precyzyjnej specyfikacji OSD może odczytywać dane z liczników różnych producentów, przez co protokół umożliwia tzw. interoperacyjność. I to właśnie interoperacyjność jest tym zagadnieniem, jakie dosyć często umyka lub jest niezauważalne a jest niezmiernie istotna, szczególnie w ujęciu takich projektów jak LZO. Tu nie tylko mamy do czynienia z licznikami wyposażonymi w moduły komunikacji LTE, ale również należy pamiętać o routerach czy koncentratorach dedykowanych innym zastosowaniom w systemie pomiarowym.

Zastosowanie spójnego, gwarantującego interoperacyjność protokołu do komunikacji z różnymi urządzeniami oraz jednocześnie do zarządzania cyklem ich życia byłoby scenariuszem idealnym przede wszystkim dla OSD, które dziś operują na wielu różnych protokołach takich jak TRx69, HTTP, SNMP, itp. Ta sytuacja jest szczególnie trudna w przypadku potrzeby zdalnego zarządzania urządzeniem w całym cyklu jego „życia” urządzeń, gdyż wielorakość protokołów komplikuje zbudowanie jednego, scentralizowanego systemu DMS.

Systemy DMS (ang. Device Management System) to rozwiązania softwarowe, dzięki którym dystrybutorzy mediów użytkowych m.in. OSD uzyskują możliwość zarządzania cyklem życia urządzeń sieciowych, w tym między innymi LZO, od momentu projektu i produkcji poprzez etap wdrożenia a następnie wieloletniego użytkowania tychże urządzeń. Dzięki zdalnemu zarządzaniu, inżynierowie energetyki mogą na bieżąco monitorować parametry urządzeń, takie jak napięcie, prąd i moc, oraz w razie potrzeby wprowadzać zmiany w pracy urządzeń w celu optymalizacji efektywności energetycznej i minimalizacji kosztów operacyjnych.

Zdalne zarządzanie licznikami dzięki IoT

Zdalne zarządzanie urządzeniami w energetyce jest coraz bardziej powszechne w związku z rozwojem technologii IoT, co umożliwia połączenie urządzeń z siecią internetową i zdalne sterowanie nimi przy użyciu specjalistycznego oprogramowania i algorytmów. Nieodzownym elementem towarzyszącym urządzeniami w systemie DMS są protokoły komunikacyjne, umożliwiające realizację zadań i celi stawianych przed systemami DMS.

Jednym z interesujących pod kątem wykorzystania i parametrów jest protokół LwM2M (ang. Lightweight Machine to Machine). Został on stworzony specjalnie do obsługi urządzeń IoT, w tym w energetyce, dla projektów takich jak LZO. LwM2M jest oparty na protokole CoAP zapewniając bezpieczną i skalowalną komunikację między urządzeniami IoT a serwerami backendowymi.

W energetyce, LwM2M może być wykorzystywany do zdalnego zarządzania urządzeniami, takimi jak inteligentne mierniki energii, stacje transformatorowe, urządzenia do monitorowania jakości energii i wiele innych. Protokół ten zapewnia szybkie i niezawodne przesyłanie danych z urządzeń IoT do serwerów backendowych, co umożliwia inżynierom na bieżąco monitorowanie i kontrolowanie systemów energetycznych.

LwM2M oferuje wiele zalet dla energetyki:

• niski narzut komunikacyjny, zabezpieczenie w oparciu o protokół DTLS,
• możliwość zdalnego zarządzania urządzeniami,
• łatwą integrację z istniejącymi systemami.

Dzięki temu, protokół ten jest coraz częściej stosowany w energetyce, w szczególności w systemach inteligentnych sieci energetycznych (Smart Grid).

Zastosowanie protokołu LwM2M w urządzeniach w połączeniu z odpowiednio skonfigurowanym MDS, doprowadza do sytuacji w której OSD mogą być pewni, że każde urządzenie komunikuje się w ustrukturyzowany sposób niezależnie od typu i urządzenia i producenta. Cechą charakterystyczną, która wydaje się być najistotniejszą zaletą protokołu LwM2M jest właśnie wspomniana wcześniej interoperacyjność, realizowana poprzez ustandaryzowany format danych.

O tym, jak wyposażyć urządzenia miernicze w protokół LwM2M i zintegrować platformę z innymi rozwiązaniami, nasz ekspert wyjaśni w kolejnym artykule, do którego już dzisiaj zachęcamy. Tymczasem, można śledzić dokonania AVSystem w zakresie inteligentnych rozwiązań na profilu LinkedIn.