Desbloqueando la eficiencia y empoderando a los consumidores: La revolución de la Infraestructura de Medición Avanzada (AMI)
AMIes una infraestructura completamente equipada que debe integrarse tanto en los procesos y aplicaciones de las empresas de servicios públicos actuales como en los futuros, en lugar de ser una única instalación tecnológica.
Esta infraestructura incluye medidores inteligentes, redes de comunicación de los medidores a los concentradores de datos locales, redes de comunicaciones de back-haul a los centros de datos corporativos, sistemas de gestión de datos de medidores (MDMS) y, finalmente, la integración de datos en plataformas de aplicaciones de software nuevas y existentes. Los sistemas de redes domésticas incluyen termostatos comunicantes y otros controles en el hogar. La AMI también ofrece un paso muy “inteligente” en la dirección de la actualización de toda la infraestructura de energía.
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 previamente establecidas, gracias al conocimiento sobre los precios de la electricidad proporcionado por el proveedor de servicios. Basándose en estas indicaciones económicas, los clientes más sofisticados construyen recursos energéticos distribuidos (DER). Además, los portales de consumidores procesan los datos de la AMI de una manera que permite elecciones de uso de energía más inteligentes e incluso ofrecen 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 de back-office nuevos, mejorados o existentes para recopilar y analizar datos de la AMI. La AMI, por ejemplo, ofrece una entrada rápida sobre las interrupciones de los clientes 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 a nivel de estación y circuito es compatible con la infraestructura de comunicaciones bidireccionales de la AMI. El enorme volumen de datos frescos provenientes de la AMI permite una mejor gestión de activos de las empresas de servicios públicos, así como una mejor planificación del mantenimiento, las adiciones y los reemplazos de activos. Una de las numerosas ventajas de la AMI es la mejora de la fiabilidad y la eficiencia de la red.
¿Por qué AMI?
IMPLEMENTACIÓN DE AMI Y CRECIMIENTO DE DATOS
Figura 2.
¿QUÉ OPCIONES TECNOLÓGICAS ESTÁN DISPONIBLES PARA LA AMI?
Un sistema AMI está compuesto por 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 local (HAN) (domésticas)
• Sistemas de gestión de datos de medidores (MDMS)
• Pasarelas operativas
MEDIDORES INTELIGENTES
Durante la mayor parte de su historia, los medidores electromecánicos convencionales sirvieron como caja registradora de las empresas de servicios públicos. A nivel residencial, estos medidores simplemente registraban la cantidad total de energía consumida durante un período de tiempo determinado, que generalmente era un mes. Los medidores inteligentes son dispositivos programables de estado sólido que pueden hacer una variedad de cosas, incluyendo la mayoría o la totalidad de lo siguiente:
• Precios basados en el tiempo
• Datos de consumo para el consumidor y la empresa de servicios públicos
• Medición neta • Notificación de pérdida (y restauración) de energía
• Operaciones remotas de encendido / apagado
• Limitación de carga para fines de “mala paga” o respuesta a la demanda
• Prepago de energía
• Monitorización 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
LaAMIinfraestructura de comunicaciones permite la interacción continua entre la empresa de servicios públicos, el consumidor y la carga eléctrica que puede ser controlada. Debe utilizar estándares de comunicación bidireccional abiertos, a la vez que sigue siendo altamente segura. Más allá de la 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 backhaul, son una de las arquitecturas más comunes. Se pueden considerar varios medios para proporcionar parte o la totalidad de esta arquitectura:
• Portadora de línea eléctrica (PLC)
• Líneas de alta tensión de banda ancha (BPL)
• Fibra óptica o de cobre
• Inalámbrico (radiofrecuencia), ya sea centralizado o de malla distribuida
• Internet
• Combinaciones de lo anterior
REDES DE ÁREA LOCAL (HAN)
Una HAN se comunica con un portal de consumidores para conectar medidores inteligentes a dispositivos eléctricos controlables. Sus funciones de gestión de energía pueden incluir lo siguiente:
• Pantallas en el hogar, para que el consumidor siempre sea consciente de cuánta energía se está utilizando y cuánto cuesta.
• Respuesta a las señales de precios basadas en las preferencias ingresadas por el consumidor
• Puntos de ajuste que limitan las acciones de control locales o de la empresa 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 monitorización de la seguridad.
SISTEMA DE GESTIÓN DE DATOS DE MEDIDORES (MDMS)
Un MDMS es una base de datos que incluye herramientas analíticas que permiten la interacción con otros sistemas de información (véanse las 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 las empresas 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 (GIS)
• Gestión de Carga de Transformadores (TLM)
• Gestión de la Fuerza Laboral Móvil (MWM)
PASARELAS OPERACIONALES
La AMI se comunica con una variedad de aplicaciones del lado del sistema (incluyendo MDMS) para soportar:
Operaciones Avanzadas de Distribución (ADO)
• Sensores avanzados en el sistema de gestión de la distribución (incluyendo datos de calidad de energía (PQ) de los medidores AMI)
• Gestión Avanzada de Interrupciones (información de interrupciones en tiempo real basada en medidores AMI)
Operaciones Avanzadas de Transmisión (ATO)
• Automatización de Subestaciones
• Procesamiento de información de alta velocidad
• Protección y control avanzados (incluyendo el control de la distribución para mejorar las condiciones de transmisión) medidores)
Gestión Avanzada de Activos (AAM)
Los datos de la AMI ayudarán a la AAM de las siguientes maneras:
• Datos operativos del sistema
• Datos de “estado” de los activos
• Operaciones para la optimización de la utilización de los activos
• Planificación de la transmisión y distribución (T&D)
Beneficios
Las ventajas de la AMI son numerosas y pueden clasificarse ampliamente de la siguiente manera:
• Beneficios Operacionales – La AMI beneficia a toda la red al mejorar la precisión de la lectura del medidor, detectar el robo de energía y responder a las interrupciones de energía, todo ello eliminando la necesidad de la lectura del medidor in situ.
• Beneficios Financieros – La AMI proporciona beneficios financieros a las empresas de servicios públicos, agua y gas al reducir los costos de equipos y mantenimiento, permitiendo una restauración más rápida del servicio eléctrico durante las interrupciones y agilizando el proceso de facturación.
• Ventajas para el Cliente – La AMI beneficia a los clientes eléctricos 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. La AMI también proporciona opciones de tarifas basadas en el tiempo, lo que puede ayudar a los clientes a ahorrar dinero y gestionar su consumo de energía.
• Beneficios de Seguridad - La tecnología AMI permite una mejor monitorización de los recursos del sistema, reduciendo las posibles amenazas de la red ciberterrorista a la red.
Desafíos
• Altos costos de capital: Una implementación a gran escala de la 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 de Trabajos (WMS), la Gestión de la Fuerza de Trabajo Móvil (MWM), SCADA/DMS, el Sistema de Automatización de la Distribución (DAS), etc., deben integrarse con la AMI, un complejo sistema de tecnologías.
• Estandarización: Para conectar y mantener correctamente un sistema de red basado en AMI, deben crearse estándares de interoperabilidad—que establezcan requisitos universales para la tecnología AMI, el despliegue y las operaciones generales—.
Conclusión
En el siglo XXI se realizaron 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 del 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 prevención de daños y costos de mantenimiento mediante el uso de las herramientas de diagnóstico y notificación que ofrece la 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 monitorización de incendios a través de aplicaciones móviles mejoró aún más el valor de las redes y atrajo el interés del público en general hacia la SG y la AMI. Otro beneficio de la AMI es la mejora de la seguridad de la electricidad proporcionada y la información comunicada. Además, la 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