L’attività si è posta il duplice obiettivo di definire una metodologia per specificare i requisiti dei servizi di telecomunicazione per applicazioni associate alla Smart Grid e di applicare le più recenti tecnologie ICT per la realizzazione di sistemi interoperabili.
La metodologia per correlare i requisiti che la Smart Grid richiede alle infrastrutture di comunicazione rispetto alla relativa offerta dei fornitori di servizi di telecomunicazioni è stata applicata alla gestione dei clienti attivi, nell’ottica di abilitare i servizi per la fornitura di flessibilità al sistema elettrico. Sulla base dell’analisi dei flussi informativi descritti secondo quanto previsto dalla specifica IEC 62559-2 (Use case methodology – Part 2: Definition of use case template, actor list and requirement list), la metodologia proposta ha identificato una serie di requisiti associati sia all’architettura ICT, che all’infrastruttura di comunicazione.
Essendo i requisiti di scalabilità e sicurezza non direttamente mappabili rispetto ai parametri di qualità del servizio previsti da ITU, si è analizzata la soluzione architetturale prevista dalla specifica IEC- 62746-10 associata al contesto del Demand Response. Sulla base di tale analisi e dei requisiti tecnici individuati, sostanzialmente associati alla sola capacità trasmissiva pari a 3,2 Mbit/sec per ogni 10 MW di flessibilità potenziale, si è ritenuto opportuno adottare una classe di servizio ITU per reti IP di livello 4 o 5.
L’attività di mappatura dei requisiti svolta nel triennio di ricerca in riferimento a due contesti applicativi delle Smart Grid significativamente diversi, ha consentito di individuare i principali parametri necessari alla specifica dei requisiti associati alle reti di comunicazione espressi facendo riferimento ai parametri previsti da ITU.
Un primo contesto associato alla realizzazione di sistemi interoperabili che è stato affrontato riguarda la possibilità di utilizzare lo standard CIM di IEC per rappresentare in modo integrato le reti di Distribuzione e gli impianti di Generazione Distribuita allo scopo di implementare funzionalità essenziali per la gestione del sistema elettrico (es. Power Flow, eolocalizzazione, schemi elettrici).
Mediante l’applicazione di tecnologie di sviluppo software basate su modello informativo (MDE), si è tradotta in standard CIM la rete di distribuzione di A2A Reti Elettriche associata al Progetto Pilota diLambrate finanziato dall’Autorità per l’energia elettrica il gas e il sistema idrico (AEEGSI).
La conformità allo standard CIM della rete A2A così ottenuta è stata verificata mediante uno specifico tool software, mentre l’interoperabilità a livello funzionale è stata verificata confrontando i risultati del Power Flow ottenuti dalla rete rappresentata in CIM e quelli forniti da A2A.
La rete relativa alla stazione di Lambrate è stata quindi completata con le informazioni associate allaGenerazione Distribuita prevista dal Progetto Lambrate ed è stata a sua volta convertita in CIM.
L’integrazione di tale rete attiva con la rappresentazione CIM della Test Facility di RSE ha consentito la realizzazione di funzionalità di analisi di rete (Power Flow) e di geolocalizzazione degli impianti coerente con quanto atteso.
Nella prospettiva di realizzare una rappresentazione unificata delle reti elettriche a tutti i livelli, alcune ipotesi di modellazione CIM proposte nell’ambito dell’attività (es. modellazione dei feeder, classificazione delle tipologie di Generazione Distribuita), potranno contribuire all’attività di aggiornamento della modellazione CIM delle reti di distribuzione attualmente in corso nel contesto del Comitato Tecnico 57 di IEC, a cui RSE partecipa.
Da un punto di vista software, la trasformazione realizzata mediante tecniche di sviluppo MDE ha consentito il pieno riutilizzo (es. serializzatore RDF -Resource Description Framework) e l’adattamento (es. logiche di trasformazione QVTo) di componenti software precedentemente sviluppati. Tali considerazioni e le conferme dell’interoperabilità del traduttore realizzato, confermano l’opportunità di adottare l’approccio model driven (MDE) per la realizzazione di componenti software che fanno riferimento a modelli dati standard.
Un ulteriore ambito affrontato in relazione all’interoperabilità ha riguardato l’implementazione di un sistema software avente funzione di “Customer Energy Manager” (CEMS) mediante tecnologie disviluppo model-driven.
La tecnologia di sviluppo model driven ha consentito di generare buona parte del codice dell’applicazione in conformità ai modelli dati previsti (OpenADR e Zigbee SEP 2.0) e di specificare la logica di funzionamento del CEMS mediante il linguaggio di trasformazione QVTo. La logica di gestione del CEMS è stata implementata sulla base della rappresentazione di una macchina a stati, dove lo “stato” attuale è definito dall’insieme degli oggetti Ecore (meta modello per descrivere modelli) corrispondenti alle risorse SEP 2.0 e OpenADR rappresentate nel dispositivo. L’approccio adottato ha consentito di disaccoppiare la parte di logica di funzionamento rispetto alla gestione degli specifici protocolli. L’architettura proposta è potenzialmente applicabile a soluzioni basate sul cloud, inoltre la logica applicativa risulta facilmente modificabile senza necessità di riavvio dell’applicazione.
Più in generale, l’applicazione software realizzata ha permesso di estendere il campo di applicazione delle tecnologie di sviluppo software di tipo model driven rispetto a quanto sperimentato nelle precedenti annualità di ricerca, adattando il concetto di “trasformazione tra modelli dati” anche a casi d’uso più articolati.