Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással
    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    A villamosenergia-rendszer informatikai infrastruktúrája

    A tantárgy angol neve: IT Infrastructure of Electric Power System 

    Adatlap utolsó módosítása: 2025. június 4.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar     		Mérnökinformatikus MSc Energetika Informatika mellékspecializáció
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIVEMA26   2/1/0/v 5  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Csatár János,
    4. A tantárgy előadója Dr. Csatár János
    7. A tantárgy célkitűzése
    A tárgy bevezeti a hallgatókat a villamosenergia-rendszer hatékony (digitalizált) üzemviteléhez elengedhetetlen, komplex kommunikációs, architektúrális és adat infrastruktúra világába, aminek során az iparági sajátosságokra koncentrál. 

    A tárgyat sikeresen teljesítők egy olyan elmélyült, áttekintő és rendszerező tudást szerezhetnek, mely megteremti az alapot akár eszközszintű, akár rendszerszintű funkciók tervezéséhez, fejlesztéséhez.

    8. A tantárgy részletes tematikája
    Előadások
     
    1-2 hét A VER irányítástechnikai infrastruktúrája
    • Alállomási belső, helyi – központi üzemirányítás közötti, regionális összeköttetések
    • Kommunikációs követelmények (megbízhatóság, rendelkezésre állás, sértetlenség)
    • Purdue modell ICS rendszereknél, ennek átalakulása
    • időszinkron fontossága
    • Az információ fizikai útja
    o optika-réz-levegő
    o fizikai és logikai utak és azok elkülönülése, bemutatása
    3-4 hét Modern SCADA rendszerek felépítése, funkciói
    • SCADA rendszer architektúra lapok
    • SCADA funkciók, és megvalósíthatóságuk 
    o EMS, DMS, 
    o állapotbecslés,  kontingencia analízis, 
    o adatgyűjtés és logolás, 
    o külső rendszerek kiszolgálása, kapcsolattartás
    o tréning rendszerek
    • Szinkrofazor mérések és a Wide Area Measurement System keretrendszere
    • Megbízhatósági, rendelkezésreállási megfontolások
    • Biztonsági kérdések
    5-6 hét A rendszerirányításban alkalmazott leggyakoribb protokollok bemutatása
    • Adatok formátumát (is) leíró protokollok
    o IEC 60870-5-104
    o IEC 60870-6 (ICCP)
    o IEC 61850 család
    o DNP3
    o Modbus, SUNSPEC Modbus
    o IEEE C37.118
    • Biztonság: IEC 62351, IEC 62443
    • Alacsonyszintű, infrastrukturális protokollok (Pl. HSR/PRP, PTP)
    7 hét Magasabb szintű kommunikációs koncepciók
    • HKV, RKV és felhasználása
    • inverterek, okos eszközök a felhőben
    • távoli elérés, konfigurációs lehetőségek
    8-9 hét IT/ICS/OT összefonódás a VER ben
    • többféle hálózat és annak irányítása különböző kompetencia igényei
    • többszörös egymásra hatás
    • IT üzemeltető, OT üzemeltető, közös kérdéskörök
    • kiberfizikai rendszer, holisztikus szemlélet
    10-11 hét Üzemirányítást, üzemvitelt segítő egyéb rendszerek architektúrális kérdései
    • Térinformatika, GIS
    • eszköz adatbázisok, asset management
    • SAP
    • munka ütemező
    • telefon
    • energiaellátás
    • adatközpontok koncentrátorok (pl. okos mérők, GSM-en keresztül érkező mérések)
    12 hét Adatbőség kezelése – adatbányászat, gépi tanulás a VER-ben
    13-14 hét Kritikus infrastruktúra, kiberbiztonsági kérdések VER specialitásai
    • Kritikus infrastruktúrák
    • Regulációs környezet, interdiszciplináris terület
    • energia-kommunikáció
    • Földrajzi elhelyezkedésbeli kérdések
    • Bizalmasság, sértetlenség, rendelkezésre állás, jogosultságok kezelése
    • kockázat analízis, kezelés, incidens
    • ICS specialitások
     
    Gyakorlatok
     
     A gyakorlatok kéthetente kerülnek megtartásra.
    1-2 hét Kommunikációs alapinfrastruktúra példa feldolgozás.
    3-4 hét SCADA funkció implementálási kérdései
    5-6 hét HSR, PTP, C37.118 protokoll 
    7-8 hét IEC 61850 protokoll, biztonsági kérdések
    9-10 hét Különböző adatforrások összekapcsolása
    11-12 hét Big data, adatbányászat
    13-14 hét Kiberbiztonság – protokollok sebezhetősége, hálózati hardening, zero trust nehéz kivitelezhetősége.
    A gyakorlatok a funkcióra koncentrálnak, de tartalmazhatnak konkrét, hallgatók által megírható egyszerűbb programok kiadását is.




     
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)
    Előadások (elektronikus diákkal támogatott alkalmak) és kéthetente gyakorlatok  (gyakorlati problémák közös megoldása, elemzése).
    Önálló feldolgozásra kijelölt anyagok az előadások és gyakorlatok anyagához kapcsolódóan.
    A féléves tematika mélyebb, összefüggéseket is figyelembe vevő megértését szolgáló házi feladat elkészítése. A házi feladat egy konkrét probléma több – a félév során érintett – aspektusból való megvizsgálását tartalmazza.

    10. Követelmények

    Szorgalmi időszakban

    Házi feladat elfogadása, jelenlét a gyakorlatok legalább 2/3-án.

    Vizsgaidőszakban

    Nagyobb kurzuslétszámok esetén írásbeli vizsga, szóbeli kiegészítési lehetőséggel.

    Kisebb kurzuslétszámok esetén kizárólag szóbeli vizsga.

    Az év végi eredmény kialakítása: 85% a vizsga értékelése, 15% a házi feladat értékelése
    11. Pótlási lehetőségek A házi feladat a pótlási héten is leadható.
    12. Konzultációs lehetőségek Az előadóval előre egyeztetett időpontban.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Kiadott digitális segédanyagok

    Power System SCADA and Smart Grids, Mini S. Thomas, John Douglas McDonald, CRC Press 2015

    Standardization of Smart Grids, Mathuas Uslar et al., Springer, 2013
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés órákra14
    Felkészülés zárthelyire
    Házi feladat elkészítése24
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása30
    Vizsgafelkészülés40
    Összesen150
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta Dr. Csatár János, adjunktus, Villamos Energetika Tanszék