Liberando la eficiencia y empoderando a los consumidores: La revolución de la infraestructura de medición avanzada (AMI)
AMI es una infraestructura totalmente equipada que debe integrarse tanto en los procesos y aplicaciones de servicios públicos actuales como en los futuros, en lugar de ser una única instalación tecnológica.
Esta infraestructura incluye medidores inteligentes, redes de comunicación desde los medidores hasta los concentradores de datos locales, redes de comunicación de retorno a los centros de datos corporativos, sistemas de gestión de datos de medición (MDMS) y, finalmente, la integración de datos en plataformas de aplicaciones de software existentes y nuevas. Los sistemas de redes domésticas incluyen termostatos comunicantes y otros controles domésticos. AMI también ofrece un paso altamente "inteligente" en la dirección de la actualización de toda la infraestructura eléctrica.
Las interfaces entre las tecnologías AMI se representan visualmente en la Figura 1 a continuación:
Los medidores inteligentes proporcionan información de consumo al usuario y al proveedor de servicios a nivel del consumidor. Para ayudar a los consumidores a ser más conscientes de su uso de energía, los medidores inteligentes se conectan con pantallas en el hogar. Además, los dispositivos de control de carga, como los termostatos inteligentes, pueden modificar la demanda de electricidad en función de las preferencias de precios del consumidor establecidas previamente gracias al conocimiento sobre los precios de la electricidad proporcionado por el proveedor de servicios. Con base en estas indicaciones económicas, los clientes más sofisticados construyen recursos energéticos distribuidos (DER). Además, los portales para consumidores procesan los datos de AMI de una manera que permite tomar decisiones más inteligentes sobre el uso de la energía e incluso ofrece servicios interactivos como el prepago.
Para mejorar las operaciones, la economía y el servicio al cliente, el proveedor de servicios (empresa de servicios públicos) utiliza sistemas administrativos nuevos, mejorados o existentes para recopilar y analizar los datos de AMI. AMI, por ejemplo, ofrece información rápida sobre las interrupciones del cliente y la calidad de la energía, lo que permite al proveedor de servicios corregir rápidamente los problemas de la red. Además, la automatización de la red en las estaciones y los circuitos está respaldada por la infraestructura de comunicaciones bidireccionales de AMI. El enorme volumen de datos nuevos provenientes de AMI permite una mejor gestión de los activos de los servicios públicos, así como una mejor planificación para el mantenimiento, las adiciones y los reemplazos de los activos. Una de las numerosas ventajas de AMI es la mejora de la fiabilidad y la eficiencia de la red.
¿Por qué AMI?
DESPLIEGUE DE AMI Y CRECIMIENTO DE DATOS
Figura 2.
¿QUÉ OPCIONES DE TECNOLOGÍA ESTÁN DISPONIBLES PARA AMI?
Un sistema AMI se compone de varias tecnologías y programas que se han combinado para funcionar como una sola unidad:
• Medidores inteligentes
• Infraestructura de comunicaciones de área amplia
• Redes de área doméstica (local) (HAN)
• Sistemas de gestión de datos de medición (MDMS)
• Pasarelas operativas
MEDIDORES INTELIGENTES
Durante la mayor parte de su historia, los medidores electromecánicos convencionales sirvieron como caja registradora de los servicios públicos. A nivel residencial, estos medidores simplemente registraban la cantidad total de energía consumida durante un período de tiempo determinado, que generalmente era de un mes. Los medidores inteligentes son dispositivos programables de estado sólido que pueden hacer una variedad de cosas, incluida la mayoría o todas las siguientes:
• Precios basados en el tiempo
• Datos de consumo para el consumidor y el servicio público
• Medición neta • Notificación de pérdida de energía (y restauración)
• Operaciones de encendido/apagado remoto
• Limitación de carga para fines de "mal pago" o respuesta a la demanda
• Prepago de energía
• Monitoreo de la calidad de la energía
• Detección de manipulación y robo de energía
Un medidor inteligente también es un medidor ecológico porque permite la respuesta a la demanda, lo que puede reducir las emisiones y las emisiones de carbono. Promueve una mayor eficiencia energética porque se ha demostrado que la retroalimentación de información hace que los consumidores reduzcan su uso.
INFRAESTRUCTURA DE COMUNICACIONES
La infraestructura de comunicaciones AMI permite la interacción continua entre el servicio público, el consumidor y la carga eléctrica que se puede controlar. Debe utilizar estándares de comunicación bidireccionales abiertos sin dejar de ser altamente segura. Más allá de AMI, tiene el potencial de servir como base para una plétora de funciones modernas de la red. Los concentradores locales, que recopilan datos de grupos de medidores y los transmiten a un servidor central a través de un canal de retorno, son una de las arquitecturas más comunes. Se pueden considerar varios medios para proporcionar parte o la totalidad de esta arquitectura:
• Portador de línea eléctrica (PLC)
• Líneas de sobretensión de banda ancha (BPL)
• Cobre o fibra óptica
• Inalámbrico (radiofrecuencia), ya sea de malla centralizada o distribuida
• Internet
• Combinaciones de lo anterior
REDES DE ÁREA DOMÉSTICA (HAN)
Una HAN se comunica con un portal para consumidores con el fin de conectar los medidores inteligentes a los dispositivos eléctricos controlables. Sus funciones de gestión de energía pueden incluir lo siguiente:
• Pantallas en el hogar, para que el consumidor siempre esté al tanto de cuánta energía se está utilizando y cuánto cuesta.
• Capacidad de respuesta a las señales de precios basada en las preferencias ingresadas por el consumidor
• Puntos de ajuste que limitan las acciones de control locales o de servicios públicos a una banda especificada por el consumidor
• Control de carga sin la participación continua del consumidor
Al actuar como el "agente" del consumidor, el portal HAN/consumidor proporciona una interfaz inteligente al mercado. También puede ayudar con nuevos servicios de valor añadido como la vigilancia de la seguridad.
SISTEMA DE GESTIÓN DE DATOS DE MEDICIÓN (MDMS)
Un MDMS es una base de datos que incluye herramientas analíticas que permiten la interacción con otros sistemas de información (véase Pasarelas operativas más abajo), como los que se enumeran a continuación:
• El Sistema de Información al Consumidor (CIS), los sistemas de facturación y los sitios web de servicios públicos
• Sistema de gestión de interrupciones (OMS)
• Sistemas de planificación de recursos empresariales (ERP) para la gestión de la calidad de la energía y la previsión de la carga
• Sistema de Información Geográfica (SIG)
• Gestión de la carga del transformador (TLM)
• Gestión de la fuerza laboral móvil (MWM)
PASARELAS OPERATIVAS
AMI se comunica con una variedad de aplicaciones del lado del sistema (incluido MDMS) para brindar soporte a:
Operaciones de distribución avanzada (ADO)
• Sensores avanzados en el sistema de gestión de distribución (incluidos los datos PQ de los medidores AMI)
• Gestión avanzada de interrupciones (información de interrupciones en tiempo real basada en medidores AMI)
Operaciones de transmisión avanzadas (ATO)
• Automatización de subestaciones
• Procesamiento de información de alta velocidad
• Protección y control avanzados (incluido el control de distribución para mejorar las condiciones de transmisión) metros)
Gestión avanzada de activos (AAM)
Los datos de AMI ayudarán a AAM de las siguientes maneras:
• Datos operativos del sistema
• Datos de "salud" de los activos
• Operaciones para optimizar la utilización de los activos
• Planificación de T&D
Beneficios
Las ventajas de AMI son numerosas y se pueden clasificar ampliamente de la siguiente manera:
• Beneficios operativos: AMI beneficia a toda la red al mejorar la precisión de la lectura de los medidores, detectar el robo de energía y responder a los cortes de energía, todo ello sin necesidad de leer los medidores in situ.
• Beneficios financieros: AMI proporciona beneficios financieros a las empresas de servicios públicos, agua y gas al reducir los costos de equipos y mantenimiento, lo que permite una restauración más rápida del servicio eléctrico durante las interrupciones y la racionalización del proceso de facturación.
• Ventajas para el cliente: AMI beneficia a los clientes de electricidad al detectar fallas en los medidores de forma temprana, lo que permite una restauración más rápida del servicio y mejora la precisión y flexibilidad de la facturación. AMI también ofrece opciones de tarifas basadas en el tiempo, lo que puede ayudar a los clientes a ahorrar dinero y administrar su consumo de energía.
• Beneficios de seguridad: la tecnología AMI permite mejorar la supervisión de los recursos del sistema, lo que reduce las posibles amenazas de la red de ciberterroristas a la red.
Desafíos
• Altos costos de capital: una implementación a gran escala de AMI requiere la compra de todos los elementos de hardware y software, incluidos los medidores, la infraestructura de red y el software de gestión de red, además del costo de configuración y mantenimiento de los sistemas de tecnología de la información y la infraestructura de medición.
• Integración: los sistemas de información al cliente (CIS), los sistemas de información geográfica (GIS), los sistemas de gestión de interrupciones (OMS), la gestión del trabajo (WMS), la gestión de la fuerza laboral móvil (MWM), SCADA/DMS, el sistema de automatización de la distribución (DAS), etc. deben integrarse con AMI, un sistema complejo de tecnologías.
• Estandarización: para conectar y mantener correctamente un sistema de red basado en AMI, deben crearse estándares de interoperabilidad, que establecen requisitos universales para la tecnología, la implementación y las operaciones generales de AMI.
Conclusión
En el siglo XXI se lograron importantes avances tecnológicos en el uso y la entrega de energía eléctrica. Para superar las dificultades que enfrentan estas mejoras, se necesitan nuevas herramientas y estrategias. Uno de esos instrumentos es la infraestructura de medición avanzada. Una infraestructura que puede realizar la adquisición de datos en tiempo real de los consumidores, comunicar los datos y devolver las directivas ejecutivas a las cargas se ha manifestado como resultado de los avances y desarrollos en electrónica, instrumentación, comunicación y manejo de datos. Con la ayuda de esta útil tecnología, los operadores y las empresas de servicios públicos pueden planificar y optimizar el rendimiento de su red con conocimiento de primera mano de su estado. Ambos extremos, el cliente y el proveedor, podrían utilizar los datos recopilados para la regulación del consumo.
Las empresas de energía y los consumidores pueden ahorrar millones de dólares en costos de prevención de daños y mantenimiento mediante el uso de las herramientas de diagnóstico y notificación que ofrece AMI, como la detección de fugas en las redes de agua y gas o la detección de ataques cibernéticos o físicos. La posible inclusión de servicios de vanguardia como la detección, notificación y supervisión de incendios a través de aplicaciones móviles mejoró aún más el valor de las redes y despertó el interés del público en general en la SG y AMI. Otro beneficio de AMI es la mejora de la seguridad de la electricidad proporcionada y la información comunicada. Además, AMI brinda a los usuarios más control sobre sus hábitos de consumo. Además, proporciona energía más estable y de alta calidad.
Autor:
Sonu Kumar Sah