Эвалюцыя OCPP: пераход ад версіі 1.6 да 2.0.1 і далей у зарадцы электрамабіляў
Змест
I. Уводзіны ў пратакол адкрытага пункта зарадкі
TheПратакол адкрытага пункта зарадкі (OCPP)служыць глабальным стандартам для сувязі паміж абсталяваннем для электрамабіляў (EVSE) і сістэмамі кіравання зараднымі станцыямі (CSMS). Аўтар:Альянс адкрытага зараджання (OCA)Гэты пратакол прызнаны фактычным стандартам у індустрыі электрамабіляў (папярэднік IEC 63110). Ён ліквідуе запатэнтаваныя абмежаванні, гарантуючы, што абсталяванне розных вытворцаў можа бесперашкодна ўзаемадзейнічаць з рознымі бэкэнд-сістэмамі.
Заўвага ад упаўнаважанага органа: У гэтым артыкуле спасылаюцца на афіцыйныя стандарты, выкладзеныя ў тэхнічных дакументах OCA і спецыфікацыях IEC/ISO.
1. Гісторыя OCPP
2. Азнаёмленне з версіяй OCPP
Як паказана ніжэй, ад OCPP1.5 да апошняй версіі OCPP2.0.1
Паколькі ў галіны існуе занадта шмат запатэнтаваных пратаколаў для падтрымкі ўніфікаванага абслугоўвання і аперацыйнай узаемасувязі паміж рознымі аператарскімі службамі, OCA ўзяла на сябе ініцыятыву ў распрацоўцы адкрытага пратакола OCPP1.5. SOAP абмежаваны ўласнымі пратакольнымі абмежаваннямі і не можа быць шырока і хутка папулярызаваны.
OCPP 1.5 звязваецца з цэнтральнымі сістэмамі праз пратакол SOAP на аснове пратаколу HTTP для кіравання пунктамі зарадкі. Ён падтрымлівае наступныя функцыі: лакальныя і дыстанцыйна ініцыяваныя транзакцыі, у тым ліку ўлік выстаўлення рахункаў.
Скачок з 1.6J да 2.0.1
У той час як папярэднія версіі, такія як OCPP 1.5, абапіраліся на грувасткі пратакол SOAP,OCPP 1.6Jрэвалюцыянізаваў галіну, увёўшы JSON праз WebSockets. Гэта дазволіла ажыццяўляць паўнадуплексную сувязь і значна скараціць трафік дадзеных, што зрабіла яго сучасным рынкавым стандартам. Аднак выпускOCPP 2.0.1(выпраўленне памылак версіі 2.0) азначае змену парадыгмы. У адрозненне ад версіі 1.6J, OCPP 2.0.1 не мае зваротнай сумяшчальнасці з-за фундаментальных змен у структуры дадзеных, прызначаных для падтрымкі складаных сістэм кіравання энергіяй (EMS) і строгіх стандартаў бяспекі.
Ⅱ.Азнаёмленне з версіяй OCPP
Як паказана ніжэй, ад OCPP1.5 да апошняй версіі OCPP2.0.1
Паколькі ў галіны існуе занадта шмат запатэнтаваных пратаколаў для падтрымкі ўніфікаванага абслугоўвання і аперацыйнай узаемасувязі паміж рознымі аператарскімі службамі, OCA ўзяла на сябе ініцыятыву ў распрацоўцы адкрытага пратакола OCPP1.5. SOAP абмежаваны ўласнымі пратакольнымі абмежаваннямі і не можа быць шырока і хутка папулярызаваны.
OCPP 1.5 звязваецца з цэнтральнымі сістэмамі праз пратакол SOAP на аснове пратаколу HTTP для кіравання пунктамі зарадкі. Ён падтрымлівае наступныя функцыі: лакальныя і дыстанцыйна ініцыяваныя транзакцыі, у тым ліку ўлік выстаўлення рахункаў.
OCPP 1.6J (JSON праз WebSockets)
Хоць старая версія SOAP састарэла,OCPP 1.6Jзастаецца найбольш распаўсюджанай версіяй. Яна выкарыстоўваеJSON праз WebSockets (WSS), што дазваляе ажыццяўляць поўнадуплексную сувязь. У адрозненне ад SOAP на аснове HTTP, WSS дазваляе серверу (CSMS) ініцыяваць каманды (напрыклад,Аддалены старт транзакцыі) да зараднай прылады, нават калі зарадная прылада знаходзіцца за брандмаўэрам NAT.
OCPP 2.0 (JSON)
OCPP 2.0, выпушчаны ў 2018 годзе, паляпшае апрацоўку транзакцый, павышае бяспеку, кіраванне прыладамі: дадае функцыянальнасць разумнай зарадкі для тапалогій з сістэмамі кіравання энергіяй (EMS), лакальнымі кантролерамі, а таксама для электрамабіляў з інтэграванай разумнай зарадкай, зараднымі станцыямі і сістэмамі кіравання зараднымі станцыямі. ПадтрымліваеІСО 15118Патрабаванні да падключэння і працы і разумнай зарадкі для электрамабіляў.
OCPP 2.0.1 (JSON)
OCPP 2.0.1 — гэта апошняя версія, выпушчаная ў 2020 годзе. Яна прапануе новыя функцыі і паляпшэнні, такія як падтрымка ISO15118 (Plug and Play), палепшаная бяспека і агульная прадукцыйнасць.
Сумяшчальнасць версій OCPP
OCPP1.x сумяшчальны з больш раннімі версіямі, OCPP1.6 сумяшчальны з OCPP1.5, OCPP1.5 сумяшчальны з OCPP1.2.
OCPP2.0.1 не сумяшчальны з OCPP1.6, хоць некаторыя часткі змесціва OCPP2.0.1 таксама сумяшчальныя, але фармат кадра дадзеных цалкам адрозніваецца ад адпраўленага.
Пратакол OCPP 2.0.1
1. Розніца паміж OCPP 2.0.1 і OCPP 1.6
У параўнанні з папярэднімі версіямі, такімі як OCPP 1.6, OCPP 2.0.1 мае значныя паляпшэнні ў наступных галінах:
а. Палепшаная бяспека
OCPP 2.0.1: Абнаўленне бяспекі і кіравання прыладамі
OCPP 2.0.1 не мае зваротнай сумяшчальнасці з 1.6J з-за поўнай рэструктурызацыі мадэлі дадзеных. Найбольш важным паляпшэннем з'яўляецца ўвядзенне трох абавязковыхПрофілі бяспекі:
-
Профіль бяспекі 1:TLS з базавай аўтэнтыфікацыяй (пароль).
-
Профіль бяспекі 2:TLS з кліенцкімі сертыфікатамі (падвышаная бяспека).
-
Профіль бяспекі 3:TLS з падтрымкай кліенцкіх сертыфікатаў і модуля бяспекі абсталявання (HSM).
Акрамя таго, ён замяняе абмежаванаеСэрцабіццёмеханізм з усёабдымнымМадэль прыладыПры гэтым выкарыстоўваецца стандартызаваныКампанентіЗменнаяструктура для кантролю ўсяго, ад хуткасці вентылятара да ўнутранай тэмпературы, што значна паляпшае дыстанцыйную дыягностыку.
b. Даданне новых функцый
OCPP2.0.1 дадае шмат новых функцый, у тым ліку інтэлектуальнае кіраванне зарадкай, а таксама больш падрабязную справаздачнасць і аналіз няспраўнасцей.
c. Больш гнуткі дызайн
OCPP2.0.1 быў распрацаваны больш гнуткім для задавальнення патрэб больш складаных і разнастайных прыкладанняў.
г. Спрашчэнне кода
OCPP2.0.1 спрашчае код, што спрашчае рэалізацыю праграмнага забеспячэння.
У абнаўленні прашыўкі OCPP2.0.1 дададзены лічбавы подпіс, каб прадухіліць няпоўную загрузку прашыўкі, што прывяло да збою абнаўлення.
На практыцы пратакол OCPP2.0.1 можа выкарыстоўвацца для дыстанцыйнага кіравання зараднай станцыяй, маніторынгу стану зарадкі ў рэжыме рэальнага часу, аўтэнтыфікацыі карыстальнікаў і іншых функцый, што значна паляпшае выкарыстанне зараднага абсталявання, эфектыўнасць і бяспеку. У параўнанні з версіяй 1.6, OCPP2.0.1 мае шмат дэталяў і функцый, але складанасць распрацоўкі таксама павялічылася.
2. Азнаёмленне з функцыяй OCPP2.0.1
Пратакол OCPP 2.0.1 — гэта апошняя версія пратакола OCPP. У параўнанні з OCPP 1.6, пратакол OCPP 2.0.1 мае шмат паляпшэнняў і аптымізацый. Асноўны змест уключае:
• Дастаўка паведамленняў:OCP 2.0.1 дадае новыя тыпы паведамленняў і змяняе старыя фарматы паведамленняў для павышэння эфектыўнасці і прадукцыйнасці.
• Лічбавыя сертыфікаты:У OCPP 2.0.1 былі ўведзены механізмы бяспекі на аснове лічбавых сертыфікатаў для забеспячэння ўзмоцненай аўтэнтыфікацыі прылад і абароны цэласнасці паведамленняў. Гэта значнае паляпшэнне ў параўнанні з механізмамі бяспекі OCPP 1.6.
• Мадэль дадзеных:OCPP 2.0.1 абнаўляе мадэль дадзеных, уключаючы падтрымку новых тыпаў прылад і функцый.
• Кіраванне прыладамі:OCPP 2.0.1 забяспечвае больш поўныя функцыі кіравання прыладамі, у тым ліку канфігурацыю прылад, ліквідацыю непаладак, абнаўленне праграмнага забеспячэння і г.д.
• Кампанентныя мадэлі:OCPP 2.0.1 прадстаўляе больш гнуткую мадэль кампанентаў, якую можна выкарыстоўваць для апісання больш складаных прылад і сістэм зарадкі. Гэта дапамагае рэалізаваць больш пашыраныя функцыі, такія якV2G (ад транспартнага сродку да сеткі).
• Разумная зарадка:Пашыраная разумная зарадка і інтэграцыя з ISO 15118. Розніца паміж 1.6 і 2.0.1 у разумнай зарадцы значная. У той час як 1.6J абапіраецца на базавую...Профілі зарадкіOCPP 2.0.1 мае ўбудаваную падтрымкуІСО 15118праз прахадны механізм.
Гэта дазваляеПадключы і зарадзі (PnC)EVSE выступае ў якасці шлюза, дазваляючы электрамабілю абменьвацца лічбавымі сертыфікатамі непасрэдна з бэкэндам для аўтаматычнай аўтэнтыфікацыі. RFID-карты або праграмы не патрабуюцца. Гэта таксама закладвае аснову дляV2G (транспартны сродак-сетка), што дазваляе кіраваць двухбаковымі патокамі энергіі на аснове частаты і магутнасці сеткі.
• Ідэнтыфікацыя карыстальніка і аўтарызацыя:OCPP2.0.1 забяспечвае палепшаныя механізмы ідэнтыфікацыі і аўтарызацыі карыстальнікаў, падтрымлівае некалькі метадаў аўтэнтыфікацыі карыстальнікаў і вылучае больш высокія патрабаванні да абароны дадзеных карыстальнікаў.
III. Уводзіны ў функцыю OCPP
1. Інтэлектуальная зарадка
Знешняя сістэма кіравання энергіяй (СЭЭ)
OCPP 2.0.1 вырашае гэтую праблему, уводзячы механізм апавяшчэння, які паведамляе CSMS (сістэме кіравання зараднымі станцыямі) аб знешніх абмежаваннях. Прамыя ўваходы разумнай зарадкі, якія падтрымліваюць сістэмы кіравання энергіяй (EMS), могуць вырашыць многія сітуацыі:
Электрамабілі, падлучаныя да зарадных пунктаў (паводле ISO 15118)
OCPP 2.0.1 падтрымлівае абноўлены пратакол ISO 15118 для сувязі паміж EVSE і электрамабілямі. Зарадка "падключы і працуй" і разумная зарадка (у тым ліку ўваходныя дадзеныя ад электрамабіляў) у адпаведнасці са стандартам ISO 15118 лягчэй рэалізоўвацца з дапамогай OCPP 2.0.1. Дазваляе аператарам зарадных станцый адпраўляць паведамленні (з CSMS) аб зарадных станцыях для адлюстравання кіроўцам электрамабіляў.
Выкарыстанне разумнай зарадкі:
(1) Балансавальнік нагрузкі
Балансавальнік нагрузкі ў асноўным прызначаны для ўнутранай нагрузкі зараднай станцыі. Зарадная станцыя будзе кантраляваць магутнасць зарадкі кожнай зараднай станцыі ў адпаведнасці з папярэдняй канфігурацыяй. Зарадная станцыя будзе настроена з фіксаваным абмежавальным значэннем, такім як максімальны выходны ток. Акрамя таго, канфігурацыя таксама ўключае дадатковыя опцыі для аптымізацыі размеркавання магутнасці зарадных станцый паміж асобнымі зараднымі станцыямі. Гэтая канфігурацыя паведамляе зараднай станцыі, што хуткасці зарадкі ніжэй за гэтае значэнне канфігурацыі несапраўдныя і што варта выбраць іншыя стратэгіі зарадкі.
(2) Цэнтральная інтэлектуальная зарадка
Цэнтральная разумная зарадка мяркуе, што ліміты зарадкі кантралююцца цэнтральнай сістэмай, якая разлічвае частку або ўвесь графік зарадкі пасля атрымання прагназуемай інфармацыі аператара сеткі аб ёмістасці сеткі, і цэнтральная сістэма будзе ўводзіць ліміты зарадкі на зарадных станцыях і ўсталёўваць ліміты зарадкі, адказваючы на паведамленні.
(3) Лакальная інтэлектуальная зарадка
Лакальная інтэлектуальная зарадка рэалізуецца лакальным кантролерам, які з'яўляецца эквівалентам агента пратакола OCPP, адказнага за атрыманне паведамленняў ад цэнтральнай сістэмы і кіраванне працэсам зарадкі іншых зарадных станцый у групе. Сам кантролер можа быць абсталяваны зараднымі станцыямі ці не. У рэжыме лакальнай інтэлектуальнай зарадкі лакальны кантролер абмяжоўвае магутнасць зарадкі зараднай станцыі. Падчас зарадкі лімітавае значэнне можна змяняць. Лімітавае значэнне групы зарадкі можна наладзіць лакальна або цэнтральнай сістэмай.
2. Уводзіны ў сістэму
сістэматычная структура
Архітэктура праграмнага забеспячэння
Функцыянальныя модулі пратакола OCPP2.0.1 у асноўным ўключаюць модуль перадачы дадзеных, модуль аўтарызацыі, модуль бяспекі, модуль транзакцый, модуль значэнняў лічыльнікаў, модуль выдаткаў, модуль браніравання, модуль разумнай зарадкі, модуль дыягностыкі, модуль кіравання прашыўкай і модуль адлюстравання паведамленняў.
IV. Будучае развіццё OCPP
1. Перавагі OCPP
OCPP — гэта бясплатны і адкрыты пратакол, які таксама з'яўляецца эфектыўным спосабам вырашэння бягучай праблемы ўзаемасувязі платных станцый. Ён быў папулярызаваны і выкарыстоўваецца ў многіх краінах свету. У будучыні ўзаемасувязь паміж службамі аператара будзе мець мову для зносін.
Да з'яўлення OCPP кожны вытворца зарадных пунктаў распрацоўваў свой уласны пратакол для падключэння да сервернай часткі, тым самым прывязваючы аператараў зарадных пунктаў да аднаго вытворцы. Цяпер, калі практычна ўсе вытворцы абсталявання падтрымліваюць OCPP, аператары зарадных пунктаў могуць свабодна выбіраць абсталяванне ад любога пастаўшчыка, што робіць рынак больш канкурэнтаздольным.
Гэтае ж самае тычыцца і ўладальнікаў нерухомасці/бізнесу; калі яны купляюць зарадную станцыю, якая не адпавядае стандарту OCPP, або заключаюць кантракт з пастаўшчыком зарадных станцый, які не адпавядае стандарту OCPP, яны прывязаныя да канкрэтнай зараднай станцыі і аператара зараднага пункта. Але з дапамогай абсталявання для зарадкі, якое адпавядае стандарту OCPP, уладальнікі дамоў могуць заставацца незалежнымі ад сваіх пастаўшчыкоў. Уладальнікі могуць свабодна выбіраць больш канкурэнтаздольнае, лепшае па цане або лепш функцыянуючае абсталяванне зарадных пунктаў. Акрамя таго, яны могуць пашыраць сваю сетку, камбінуючы рознае абсталяванне зарадных пунктаў, не дэмантуючы існуючыя ўстаноўкі.
Вядома, галоўная перавага электрамабіляў заключаецца ў тым, што кіроўцам не трэба залежаць ад аднаго аператара зараднай станцыі або пастаўшчыка электрамабіляў. Як і ў выпадку з пакупнымі зараднымі станцыямі OCPP, кіроўцы электрамабіляў могуць пераключыцца на лепшыя CPO/EMP. Другая, але вельмі важная перавага — магчымасць карыстацца роўмінгам электрамабіляў.
2.OCPP у ролі зарадкі электрамабіляў
(1) OCPP дапамагае EVSE і CSMS мець зносіны адзін з адным
(2) Аўтарызацыя карыстальнікаў электрамабіляў для пачатку зарадкі
(3) Дыстанцыйнае змяненне канфігурацыі зарадкі, дыстанцыйнае кіраванне зарадкай (запуск/спыненне), дыстанцыйнае разблакіраванне пісталета (ідэнтыфікатар раздыма)
(4) Стан зараднай станцыі ў рэжыме рэальнага часу (даступная, спыненая, прыпыненая, несанкцыянаваная EV/EVSE), дадзеныя зарадкі ў рэжыме рэальнага часу, спажыванне энергіі ў рэжыме рэальнага часу, збой EVSE ў рэжыме рэальнага часу
(5) Інтэлектуальная зарадка (зніжэнне нагрузкі на сетку)
(6) Кіраванне прашыўкай (OTAA)

Ⅴ.Эмпірычная праверка і меркаванні вытворцаў
Укараненне OCPP 2.0.1 патрабуе строгай праверкі.Сіла спасылкі, наша каманда па даследаваннях і распрацоўках правяла шырокія выпрабаванні на ўзаемадзеянне з выкарыстаннемOCTT (Інструмент тэсціравання адпаведнасці пратаколу адкрытай зараднай кропкі)разам з інтэграцыямі ў рэальным свеце.
Тэставае асяроддзе і вынікі:Мы паспяхова праверылі прашыўку нашай EVSE на адпаведнасцьБольш за 100 сусветных пастаўшчыкоў CSMS(у тым ліку буйныя еўрапейскія і амерыканскія сеткі). Нашы тэсты сканцэнтраваны на:
-
Стабільнасць TLS-рукапаціскання:Забеспячэнне бесперапыннасці злучэння ў адпаведнасці з профілем бяспекі 2 і 3.
-
Цэласнасць дадзеных транзакцый:Праверка новага
Падзея транзакцыідастаўка паведамленняў у нестабільных умовах сеткі (мадэляванне страты пакетаў).
Гэтыя эмпірычныя дадзеныя пацвярджаюць, што наша рашэнне OCPP 2.0.1 не толькі тэарэтычна сумяшчальнае, але і гатовае да камерцыйнага разгортвання V2G.
Час публікацыі: 21 кастрычніка 2024 г.







