Desbloqueando 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 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 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 domésticos. La AMI también ofrece un paso muy "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 consumo de energía, los medidores inteligentes se conectan con pantallas domésticas. Además, los dispositivos de control de carga, como los termostatos inteligentes, pueden modificar la demanda de electricidad en función de las preferencias de precios de los consumidores establecidas previamente, gracias a la información sobre los precios de la electricidad proporcionada por el proveedor de servicios. Sobre la base de estas indicaciones económicas, los clientes más sofisticados construyen recursos energéticos distribuidos (DER). Además, los portales de los consumidores procesan los datos de la AMI de forma que permiten tomar decisiones más inteligentes sobre el uso de la energía 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 administrativos nuevos, mejorados o existentes para recopilar y analizar los datos de la AMI. La AMI, por ejemplo, ofrece información rápida sobre las interrupciones del servicio al 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 a nivel de circuito es soportada por la infraestructura de comunicaciones bidireccionales de la AMI. El enorme volumen de datos nuevos procedentes de la AMI permite una mejor gestión de los activos de los servicios públicos, así como una mejor planificación del mantenimiento, las adiciones y las sustituciones de los activos. Una de las numerosas ventajas de la 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 TECNOLÓGICAS HAY 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 medidores (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 solía ser de un mes. Los medidores inteligentes son dispositivos programables de estado sólido que pueden hacer una variedad de cosas, incluyendo la mayoría o todas las siguientes:
• Precios basados en el tiempo
• Datos de consumo para el consumidor y la empresa de servicios públicos
• Medición neta • Notificación de pérdida de energía (y restauración)
• Operaciones remotas de encendido/apagado
• Limitación de carga para fines de "mal pago" o de respuesta a la demanda
• Pago anticipado de energía
• Monitorización de la calidad de la energía
• Detección de manipulaciones y robo de energía
Un medidor inteligente es también 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 consumo.
INFRAESTRUCTURA DE COMUNICACIONES
La infraestructura de comunicaciones AMI permite la interacción continua entre la empresa de servicios públicos, el consumidor y la carga eléctrica que se puede controlar. Debe utilizar estándares de comunicación bidireccional abiertos, manteniendo al mismo tiempo una alta seguridad. 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 recogen 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:
• Portadora de línea eléctrica (PLC)
• Líneas de banda ancha sobrealimentadas (BPL)
• Cobre o fibra óptica
• Inalámbrica (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 de consumo para conectar los medidores inteligentes a los dispositivos eléctricos controlables. Sus funciones de gestión de la energía pueden incluir lo siguiente:
• Pantallas en el hogar, para que el consumidor sea siempre consciente de la cantidad de energía que se está utilizando y de lo que cuesta.
• Respuesta a las señales de precios basadas en las preferencias introducidas por el consumidor
• Puntos de ajuste que limitan las acciones de control de los servicios públicos o locales a una banda especificada por el consumidor
• Control de la carga sin la participación continua del consumidor
Al actuar como "agente" del consumidor, el portal HAN/consumidor proporciona una interfaz inteligente con el mercado. También puede ayudar con nuevos servicios de valor añadido como la monitorización 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 los 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 móvil de la fuerza de trabajo (MWM)
PASARELAS OPERATIVAS
La AMI se comunica con una variedad de aplicaciones del lado del sistema (incluido el MDMS) para apoyar:
Operaciones de distribución avanzadas (ADO)
• Sensores avanzados en el sistema de gestión de la 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 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 "salud" de los activos
• Operaciones para optimizar la utilización de los activos
• Planificación de T&D
Beneficios
Las ventajas de la AMI son numerosas y pueden clasificarse a grandes rasgos de la siguiente manera:
• Beneficios operativos - La 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 - La AMI proporciona beneficios financieros a las empresas de servicios públicos, agua y gas al reducir los costes de los equipos y el mantenimiento, permitir una restauración más rápida del servicio eléctrico durante los cortes de energía y agilizar el proceso de facturación.
• Ventajas para el cliente - La AMI beneficia a los clientes de electricidad al detectar los fallos de los medidores de forma temprana, lo que permite una restauración más rápida del servicio y mejora la precisión y la flexibilidad de la facturación. La AMI también ofrece opciones de tarifas basadas en el tiempo, que pueden ayudar a los clientes a ahorrar dinero y gestionar su consumo de energía.
• Beneficios de seguridad - La tecnología AMI permite mejorar la supervisión de los recursos del sistema, reduciendo las posibles amenazas de la red ciberterrorista a la red.
Desafíos
• Altos costes 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 la red, además del coste de la configuración y el 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 (SIG), los sistemas de gestión de interrupciones (OMS), la gestión del trabajo (WMS), la gestión móvil de la fuerza de trabajo (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 adecuadamente un sistema de red basado en la AMI, deben crearse normas de interoperabilidad, que establezcan requisitos universales para la tecnología, el despliegue y las operaciones generales de la AMI.
Conclusión
En el siglo XXI se han producido importantes avances tecnológicos en el uso y la entrega de energía eléctrica. Para superar las dificultades a las que se enfrentan estas mejoras, se necesitan nuevas herramientas y estrategias. Uno de estos 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 un conocimiento de primera mano de su estado. Ambos extremos, tanto el cliente como el proveedor, podrían utilizar los datos recogidos para la regulación del consumo.
Las empresas energéticas y los consumidores pueden ahorrar millones de dólares en prevención de daños y costes 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 de incendios, la notificación y la monitorización a través de aplicaciones móviles mejoró aún más el valor de las redes y atrajo el interés del público en general por la SG y la AMI. Otro beneficio de la AMI es la mejora de la seguridad para la electricidad suministrada y la información comunicada. Además, la AMI ofrece a los usuarios más control sobre sus hábitos de consumo. Además, proporciona una energía más estable y de mayor calidad.
Autor:
Sonu Kumar Sah