InGrid

Pre potreby projektu Danube InGrid sme navrhli a implementovali riešenie na cezhraničnú výmenu meteorologických meraní a výstrah v takmer reálnom čase medzi slovenskou distribučnou sústavou (ZSD) a maďarskou stranou (E.ON / EED). Obe strany prevádzkujú vlastné, navzájom nezávislé dátové platformy. Naším cieľom bolo prepojiť ich tak, aby si dokázali spoľahlivo, bezpečne a v štandardizovanom formáte vymieňať dáta z poveternostných staníc — bez toho, aby jedna strana bola závislá od dostupnosti či technológie tej druhej.

Zadanie

Vedenia vysokého napätia v prihraničnej oblasti Slovenska a Maďarska sú vystavené rovnakým poveternostným rizikám — námraze, silnému vetru a mrazu — ktoré nerešpektujú štátne hranice. Každý prevádzkovateľ pritom sleduje len svoje vlastné meteorologické stanice.

Pred prevádzkovateľmi tak stála úloha:

• vymieňať si namerané dáta a výstrahy o nebezpečných javoch každú minútu,
• prepojiť dve technologicky odlišné a nezávislé platformy bez vzniku tvrdej vzájomnej závislosti,
• zaistiť pri tom vysoký štandard zabezpečenia a jednotnú, strojovo spracovateľnú podobu správ.

Riešenie muselo byť zároveň pripravené na budúci rast — väčší objem dát aj vyššiu frekvenciu prenosu.

Riešenie

Ako spoločný integračný prvok sme zvolili Azure Event Grid, ktorý slúži ako zdieľaná „výmenná” vrstva pre prenos správ medzi oboma stranami. Správou sa rozumie buď výstraha, alebo nameraný údaj.

Kľúčové princípy návrhu:

• Jednotný formát správ — všetky správy sú kódované v JSON podľa špecifikácie CloudEvents 1.0.2, s rovnakou štruktúrou a popisnými prvkami v angličtine. Vďaka tomu je každá výstraha samopopisná: obsahuje pravidlo, ktoré ju vyvolalo, použité parametre, viacjazyčný popis aj namerané hodnoty zariadenia. Z takej správy možno priamo vytvoriť napríklad SMS, push notifikáciu či e‑mail.
• Nezávislosť platforiem — slovenská aj maďarská strana spracúva prijaté dáta samostatne. SK strana ich ukladá do relačnej databázy na neskoršie analýzy, HU strana ich ukladá do Data Lake pre strojové učenie a zobrazuje výstrahy v reportoch.
• Bezpečné prepojenie — komunikácia prebieha cez site‑to‑site VPN medzi sieťou E.ON a slovenskou stranou, s autentifikáciou pri publikovaní do Event Gridu.
• Pripravenosť na škálovanie — pre prípad výrazne väčšieho objemu alebo vyššej frekvencie dát je riešenie navrhnuté tak, aby bolo možné prejsť na Azure Event Hub s dlhšou dobou retencie a podporou dávkového prenosu.

Komunikácia je organizovaná do tém (topics) a odberov (subscriptions) — samostatne pre výstrahy a samostatne pre namerané dáta každej krajiny. Odberateľ si tak vyfiltruje presne to, čo potrebuje: konkrétnu krajinu, vybrané meracie stanice alebo len určitý typ výstrah (napríklad zariadenia pri slovensko‑maďarskej hranici).

Architektúra slovenskej strany

Na slovenskej strane sme postavili spracovateľský reťazec bežiaci v kontajnerovom prostredí OpenShift:

• Zber dát zo SCADA systému a z údajov SHMÚ pomocou dedikovaných čítacích služieb (Java / Spring Boot).
• Event streaming cez Apache Kafka, ktorý zbiera namerané dáta a výstrahy do tém.
• InGrid Data Publisher, ktorý publikuje výstrahy a merania ako CloudEvents správy na webhook maďarskej strany, a InGrid Data Consumer, ktorý prijíma dáta opačným smerom.
• Ukladanie a analytika — dáta sa ukladajú do relačnej databázy PostgreSQL a sú dostupné pre nástroje na vyhodnocovanie meraní a výstrah.

Na maďarskej strane na riešenie nadväzujú Databricks pipeline na spracovanie výstrah, Data Lake a reporty v Power BI.

Ako to funguje v praxi

Keď nameraná hodnota vyhovie niektorému z definovaných výstražných pravidiel, systém vygeneruje výstrahu so všetkými súvisiacimi nameranými dátami a posiela ju každú minútu, kým pravidlo platí.

Podporované sú merania zo všetkých kľúčových veličín — globálne žiarenie, teplota a tlak vzduchu, relatívna vlhkosť, smer a rýchlosť vetra, zrážky a (na slovenskej strane meraná) námraza.

Výstražné pravidlá pokrývajú reálne prevádzkové riziká, napríklad:

• rýchlosť vetra v odstupňovaných úrovniach (silnejúci, silný a nebezpečný vietor),
• teplotu vzduchu (mráz a nebezpečne nízke teploty),
• tvorbu námrazy na vodičoch vzdušných vedení (kombinácia teploty pod bodom mrazu a záporného rosného bodu),
• na slovenskej strane aj prekročenie prírastku či hmotnosti námrazy a maximálnej rýchlosti vetra.

Každá výstraha nesie jednoznačný kód typu (type_code), úroveň závažnosti, platnosť pravidla aj informácie o tom, kto a kedy pravidlo naposledy zmenil — čo zjednodušuje prípadné dohľadávanie.

Prínosy

• Včasné varovanie pred námrazou a silným vetrom na cezhraničných vedeniach, a tým vyššia odolnosť a spoľahlivosť distribučnej sústavy.
• Spoľahlivý prenos so zárukou doručenia (at‑least‑once), opakovaným odoslaním a správou nedoručených správ (dead‑letter).
• Štandardizácia a rozšíriteľnosť vďaka otvorenej špecifikácii CloudEvents a jednoznačným identifikátorom (ULID) — riešenie je pripravené na pridávanie ďalších staníc, pravidiel aj partnerov.
• Zachovaná autonómia oboch strán — ani jedna platforma nie je závislá od prevádzky tej druhej.
• Pripravenosť do budúcna — plynulý prechod na Event Hub pri raste objemu dát.

Záver

Riešenie ukazuje, ako je možné prepojiť dve nezávislé energetické platformy do jedného plynulého toku dát — bezpečne, štandardizovane a s priestorom na ďalší rast. Projekt je súčasťou iniciatívy Danube InGrid a je spolufinancovaný z prostriedkov Európskej únie.