تمدید فراخوان پیاده‌سازی توابع «پردازشگر توپولوژی شبکه (DTP)» و «مکان‌یابی و ایزوله‌کردن خطا و بازیابی سرویس (FLISR)» از سامانه مدیریت پیشرفته توزیع (ADMS) تا ۲۴ اسفندماه

به گزارش روابط‌عمومی بنیاد ملی علم ایران (INSF)، براساس برنامه‌ریزی‌های صورت گرفته، بنیاد ملی علم ایران در راستای مأموریت‌گرا‌شدن پژوهش‌ها و حمایت از طرح‌های پژوهشی که به فناوری روز دنیا می‌پردازد و می‌تواند باری از دوش صنعتگران کشور بردارد، فراخوان‌هایی را با عنوان برنامه حمایت از پژوهش عمیق شرکت‌های دانش‌بنیان منتشر می‌کند. در این برنامه، نیاز‌های پژوهشی پرریسک شرکت‌های دانش‌بنیان، از طریق سامانه کایپر بنیاد ملی علم ایران به این نهاد اعلام می‌شود و پس از بررسی و داوری‌های لازم، فراخوان پژوهش‌های عمیق و پرریسک شرکت‌های دانش‌بنیان به پژوهشگران و محققان اعلام می‌شود.

فراخوان پیاده‌سازی توابع «پردازشگر توپولوژی شبکه (DTP)» و «مکان‌یابی و ایزوله‌کردن خطا و بازیابی سرویس (FLISR)» از سامانه مدیریت پیشرفته توزیع (ADMS) به عنوان یکی دیگر از فراخوان‌های این برنامه، منتشر می‌شود.

توضیحات فراخوان

مقدمه:

تعداد تصمیم‌گیری‌های مورد نیاز در شبکه‌های برق در روزهای اوج بار و نیاز به تصمیم‌گیری‌های حساس (که در صورت وجود خطا منجر به خاموشی و بروز نارضایتی‌های اجتماعی خواهند شد) تصمیم‌گیری در حوزه توزیع برق را بسیار پیچیده و حتی در بعضی موارد غیرممکن می‌کند. بنابراین در دسترس بودن تمامی اطلاعات برای اپراتورهای شرکت برق و همچنین خودکارسازی بسیاری از تصمیم‌گیری‌ها از نیازهای اصلی شرکت‌های برق است. این نیاز در سراسر دنیا با ADMS برآورده می‌شود و شرکت‌های برق کشور نیز حاضر به سرمایه‌گذاری در این زمینه هستند.

هدف از این پروژه، پیاده‌سازی دو بخش از DMS به نام «پردازشگر توپولوژی شبکه ( DTP )» و «مکان‌یابی و ایزوله‌کردن خطا و بازیابی سرویس ( FLISR )» می‌باشد.

پیشینه مسئله تحقیقاتی:

در شرایط فعلی، شرکت های توزیع، محصول کامل ADMS ( Advance Distribution Management System ) را در اختیار ندارند و اکثر فرآیندها به صورت سنتی و با نظر کارشناسان انجام می گیرد که تصمیم گیری را کند و دارای خطا می‌کند. به همین منظور، شرکت توانیر، خود در زمینه استانداردسازی ADMS پیش‌قدم شده و چارچوب آن را تعریف کرده است. شرکت دانش بنیان متقاضی نیز از سال ۹۶ در حال توسعه این محصول است و از ابتدا این هدف را دنبال می‌کرده است تا نقش کارشناس کمرنگ شده و تصمیم گیری های کلی تنها به کارشناسان و مدیران معطوف شود. شایان ذکر است که ایده پیاده سازی محصول یکپارچه از سال ۹۹ در دستورکار شرکت قرار گرفته است.

در حال حاضر، نیروهای شرکت اکثراَ در بخش های توسعه نرم افزاری شبکه های هوشمند مشغول به فعالیت هستند و از طرفی، تعداد نیروهای بخش شبکه قدرت و هوش مصنوعی که بر بخش های ریاضیات، نرم افزار و مهندسی برق اشراف کامل داشته باشند، نیز محدود است. دلیل نیاز به تعریف این پروژه، استفاده از نیروهای متخصص مهندسی برق برای توسعه الگوریتم ها و میکروسرویس های جدید است و حل چالش های عمده پیش رو به خصوص در بخش پژوهشی، دست‌یابی به این فناوری است. این افراد باید اشراف کاملی بر مفاهیم مهندسی برق داشته و بر مباحث هوش مصنوعی نیز مسلط باشند. پس از توسعه مناسب این میکروسرویس ها، قابلیت های سامانه مذکور به شکلی ارتقا پیدا می کند که در شرکت های توزیع برق با سطح متوسط و پایین بلوغ از نظر داده نیز قابل استفاده خواهد بود.

شرکت دانش بنیان متقاضی از سال ۱۳۹۶ در حال توسعه محصول مذکور بوده و قراردادهای مختلفی را در این زمینه به صورت مستقیم یا غیرمستقیم با شرکت های توزیع برق و توانیر منعقد کرده است. دلیل نیاز به این پژوهش، نیاز عمیق شرکت‌های توزیع به پیاده سازی ADMS است؛ به‌دلیل بهای بالای دلاری آن، امکان خرید آن وجود ندارد. از طرف دیگر، به دلیل گستردگی ماژول ها و توابع ADMS ، نیاز است هزینه قابل توجهی در بخش R&D این محصول مصرف شود.

مشروح مسئله تحقیقاتی:

مدیریت متمرکز شرکت های توزیع برق، (به نحوی که یک اپراتور بتواند به صورت همزمان به تمامی اطلاعات شبکه برق دسترسی پیدا کرده و تصمیم گیری صحیح انجام دهد) یک چالش عمده در این شرکت ها می باشد. به عنوان مثال، در شرایط فعلی در صورت بروز خاموشی در شبکه، شرکت توزیع برق از وقوع خاموشی، محل و گستره آن مطلع نمی باشد، مگر اینکه مشترکین با تماس خود، خاموشی را اعلام کنند. ضمن اینکه سایر فرآیندهای مهندسی شرکت برق مانند کلیدزنی به صورت سنتی انجام می گیرد که هزینه های گزافی (در حد چندین میلیارد تومان) برای سیستم دارد. سیستم مدیریت توزیع پیشرفته ( ADMS ) یک زیرساخت نرم افزاری است که مجموعه کامل مدیریت توزیع و بهینه سازی را پشتیبانی می کند. مدیریت پیشرفته توزیع باعث حذف بسیاری از فرآیندهای غیرخودکار شبکه های توزیع می شود و در عین حال به بهبود کیفیت ارائه خدمات کمک شایانی می کند. می توان ADMS را به بخش های مختلفی شکست، اما چینشی که توانیر پیاده‌سازی آن را توصیه نموده و مناسب ساختار شبکه های توزیع برق در ایران است، شامل موارد زیر می باشد:

• DMS
• OMS
• SCADA

هدف از این پروژه، پیاده سازی دو بخش از DMS به نام «پردازشگر توپولوژی شبکه ( DTP )» و «مکان یابی و ایزوله کردن خطا و بازیابی سرویس ( FLISR )» می باشد. در پیاده سازی های انجام شده در دنیا و مقالات منتشر شده، نشان داده شده است که این ماژول ها می توانند تعداد مشتریان قطع شده را تا ۴۵ درصد، و دقایق وقفه مشتری را تا ۵۱ درصد برای یک رویداد قطع کاهش دهند. ضمن اینکه هزینه کلیدزنی که در حال حاضر برای هر بار کلیدزنی شبکه تقریباً ۱۰ میلیون تومان برآورد می شود (معمولاً در یک فصل مثل تابستان لازم است در حد چند صد کلیدزنی در شبکه اتفاق افتد.) با استفاده از این ماژول به کم‌ترین مقدار خواهد رسید. در کنار این موارد، تلفات شبکه (که در حد ۱۰ تا ۱۵ درصد و احتمالاً بیش‌تر است) به کمک این محصول، شناسایی شده و کاهش قابل توجهی خواهد یافت.

چالش‌های نیاز فناورانه:

مهم ترین چالش های این پژوهش عبارتند از:

• الزام ارتباط با سرویس های جانبی متعدد و ناپایدار بودن برخی از ورودی های سامانه؛
• الزام به ارسال خروجی های کنترل شده و مطمئن به منظور عدم به وجود آمدن بی اعتمادی به سامانه؛
• چگونگی برخط بودن الگوریتم و تشخیص خاموشی قبل از تماس مشترک؛
• چگونگی تشخیص و تفکیک انواع خاموشی با برنامه و بی برنامه / فشارضعیف و فشار متوسط (به عنوان مثال در صورت وقوع یک خاموشی فشار متوسط، نباید چندین خاموشی فشار ضعیف گزارش شود)؛
• چالش کار با داده های واقعی در شبکه های توزیع و وجود Bad Data فراوان یا فقدان اطلاعات؛
• مدل دینامیک و استاتیک درخت شبکه در چه سطحی از هم جدا می شوند؟ کدام مانورها در سطح شبکه باعث تغییر توپولوژی شبکه می شوند؟
• چگونه می توان از انواع مختلف ایونت کنتورها (۲۵۶ نوع) در الگوریتم تشخیص خاموشی استفاده نمود؟
• نوع خطا را چطور می توان تشخیص داد؟ مثلاً خاموشی از قطع شدن کات اوت فیوز بوده یا کنتور دزدیده شده است؟
• داده های طولانی مدت چطور در الگوریتم های تصمیم گیری وارد شود؟ مواردی مانند شرایط موقعیت جغرافیایی یا شرایط آب و هوایی؟
• خاموشی تک فاز چطور تشخیص داده شود در حالی که تعیین نشده کنتور بر روی کدام فاز قرار گرفته است؟ آیا منحنی ولتاژ و جریان می تواند راهگشا باشد؟
• چطور می توان از فیدبک های دینامیک در DTP استفاده نمود؟ مثلاً اگر تعداد زیادی کنتور همزمان از دسترس خارج شوند، آیا همگی مربوط به یک فیدر خواهند بود؟
• چگونه می توان با کمبود داده برخط کنتور فهام موقعیت خاموشی را ایزوله کرد؟
• چگونه تخمین ولتاژ و جریان خط با کمبود داده صورت می پذیرد؟
• خطای داده های جی آی اس را چگونه می توان به کمک سایر داده ها (مانند بیلینگ و فهام) کاهش داد؟
• چگونه هم پوشانی داده ها میان پایگاه های داده بیلینگ، فهام و GIS حل می شود و چه الگوریتم هایی را می توان در این زمینه پیشنهاد داد؟
• چگونه می توان یک سرویس نقشه WMS و WCS ارائه داد که در شبکه اینترنت با نرخ throughput پایین نیز کارکرد مناسبی داشته باشد؟
• چگونه می توان با یک روش ساده، مشکل IT و OT را در سامانه اسکادا حل نمود؟
• چگونه می توان بدون داده برخط اسکادا، موقعیت خطا را در حد ممکن ایزوله نمود؟
• چگونه می توان گراف شبکه را به صورت برخط استخراج نمود؟
• چگونه می توان سکتورهای غیرشعاعی را در شبکه تشخیص داد؟
• تریس بالا به پایین و پایین به بالای شبکه چگونه صورت می پذیرد؟ نقش خطای داده های جی آی اس در آن چیست؟ چگونه می توان تریس را اصلاح نمود؟
• پیاده سازی وب سرویس ها مبتنی بر استاندارد IEC 61968 چگونه خواهد بود؟ چه داده هایی براساس بضاعت داده فعلی شرکت های توزیع غیرقابل دسترسی و تولید هستند؟

گام‌های تحقیقاتی و الزامات طرح:

فاز ۱

• بررسی استانداردها، مقالات و موارد مرتبط با ADMS و؛ IEC 61968
• آشنایی با داده ها.

فاز ۲

• تعیین الگوریتم های صحت سنجی داده؛
• تعیین الگوریتم های واکاوی داده.

فاز ۳

• مدل سازی گراف شبکه با استفاده از داده GIS ؛
• پیاده سازی نرم افزاری الگوریتم گراف شبکه و به‌روزرسانی مدل به صورت برخط.

فاز ۴

• استفاده از گراف شبکه جهت تعیین ولتاژ؛
• پیاده سازی الگوریتم های تریس شبکه؛
• پیاده سازی تریس مبتنی بر IEC 61968؛
• پیاده سازی روش های محاسبه شاخص ها.

فاز ۵

• طراحی الگوریتم تشخیص محل خطا با فرض وجود داده اسکادا؛
• الگوی تشخیص محل خطا در صورت عدم وجود داده اسکادا؛
• تست الگوریتم با داده های تاریخی و داده های برخط.

فاز ۶

• طراحی روش انتقال دانش از UI برای تابع DTP ؛
• طراحی روش انتقال دانش از UI برای تابع FLISR ؛
• استانداردسازی متدهای گزارش گیری و تطابق با استانداردهای توانیر.

فاز ۷

• مستندسازی و تحویل نهایی گزارش ها و نرم افزارها.

خروجی نهایی تحقیق:

عمده استفاده خروجی های این محصول، در جهت پیاده سازی سایر توابع ADMS در سامانه مذکور خواهد بود. به عنوان مثال، پس از دستیابی به تکنولوژی پیاده سازی DTP ، می توان از این تابع جهت پیاده سازی تابع تخمین حالت شبکه (تابع DSE که مخفف Distribution State Estimation است) یا تابع تخصیص بار (تابع DPF یا Distribution Power Flow ) استفاده نمود. تکمیل ADMS تضمین کننده افزایش قابل توجه کیفیت ارائه خدمت در شبکه توزیع برق است. ضمن اینکه دستاورد آن برای شرکت، تعریف زیرسامانه های مختلف جهت تکمیل ADMS ، دریافت قراردادهای پشتیبانی و در نهایت توسعه محصول جهت استفاده در شبکه‌های کوچک تر (ریزشبکه ها یا Microgrid ) و همچنین استفاده از آن در سایر صنایع انرژی (مانند نفت و گاز و آب) می باشد.

راهکارهای غیرجذاب

• طراحی الگوریتم ها با تخمین های زیاد و غیردقیق؛
• استفاده از راهکارهای با بار محاسباتی زیاد؛
• استفاده از راهکارهای مبتنی بر روش ها و الگوریتم های غیر تحلیلی؛ به این معنا که باید روش ها مبتنی بر مدل سازی شبکه قدرت و حل آن باشد.
• استفاده از روش های مبتنی بر فرضیات غیر عملیاتی.

تسهیم مالکیت فکری:

• مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
• مالکیت منافع مادی: مالکیت فکری ناشی از دستاوردهای طرح، تابع ضوابط عمومی حاکم بر آثار فکری است جز در مواردی که با توافق صندوق، مجری و متقاضی، موافقتنامه‌های جداگانه‌ای منعقد شود.

نحوه پذیرش:

رقابتی است و از بین پروپوزال‌های دریافتی، موردی که شرایط زیر را داشته باشد، در اولویت خواهد بود.

1. ترکیب متخصصین تیم پیشنهادی مرتبط باشد.
2. افراد پیشنهاد شده، دارای سابقه پژوهشی و فنی در آن موضوع باشند.
3. زمان‌بندی، هزینه و شرح خدمات، متناسب و مرتبط با پژوهش مورد تقاضا باشد. (در این بخش، مجری می‌تواند برآورد اولیه خود را اعلام کند اما بدیهی است جزئیات اجرایی در ابتدای امر مشخص نیست و مجری و کارفرما با علم به این موضوع وارد این توافق خواهند شد.)
4. تیم پیشنهاددهنده، زیرساخت انجام پژوهش اعم از آزمایشگاه و کارگاه را داشته باشند.
5. پروپوزال طبق فرمت پیشنهادی بنیاد، تهیه و ارسال شده باشد.

هزینه‌های قابل قبول

1. حق التحقیق نیروی انسانی
2. تست ها و آنالیزها
3. خدمات

حوزه های اولویت‌دار

مهندسی / کامپیوتر / هوش مصنوعی + مهندسی / کامپیوتر / نرم افزار + مهندسی / برق / قدرت

واجدین شرایط

• پژوهشگر اصلی تیم لازم است عضو هیئت علمی یکی از دانشگاه‌ها و موسسات آموزش عالی کشور باشد.
• از پروپوزال‌هایی که در قالب رساله دکتری و طرح پسادکتری تعریف شوند، حمایت فوق العاده می‌شود.
• پس از دریافت پروپوزال از طریق سامانه، ارزیابی انجام گرفته و در صورت کسب امتیاز بالا، تیم برگزیده جهت مذاکره با بنیاد و شرکت متقاضی دعوت خواهد شد.

فایل های پیوست

فرم خام پروپوزال

تاریخ فراخوان

کلیه افراد واجد شرایط تا ۲۴ اسفندماه فرصت دارند که پروپوزال خود را از طریق سامانه کایپر برای بنیاد ملی علم ایران ارسال نمایند.

مبلغ حمایت

پژوهش پیشنهاد شده تا سقف ۸۰ درصد، حداکثر ۲ میلیارد تومان، توسط بنیاد ملی علم ایران حمایت خواهد شد. بدیهی است که مابقی هزینه‌ها باید توسط شرکت متقاضی پژوهش تأمین شود.

کارگروه مسئول

در صورت هرگونه سوال می‌توانید با کارگروه دانش‌بنیان با ایمیل amini.m@insf.org و شماره تلفن ۰۲۱۸۲۱۶۱۱۲۱ تماس بگیرید.

جهت بارگذاری پروپوزال کلیک کنید.

علاقمندان می‌توانند اخبار و رویدادهای بنیاد ملی علم ایران را در شبکه‌های اجتماعی زیر دنبال کنند:

کانال بنیاد ملی علم ایران در بله: https://ble.ir/insf_pr
کانال بنیاد ملی علم ایران در تلگرام: https://t.me/insf_pr
صفحه بنیاد ملی علم ایران در اینستاگرام

‌