La computación en el Edge aplicada al sector eléctrico

Cada vez está más claro que estamos en una transición climática cuyo impacto tendrá consecuencias directas para el planeta si no se despliegan acciones correctivas. En este contexto, en la Unión Europea, el Pacto Verde Europeo ha establecido múltiples iniciativas con el objetivo de hacer de Europa un continente climáticamente neutro en 2050.

La forma de alcanzar estos objetivos es, por un lado, regulatoria, ya que las políticas fiscales y de precios tendrán que ser modificadas y ciertas industrias deberán recibir incentivos y financiación para poder realizar la transición a un nuevo sistema energético. Por otro lado, e igualmente importante, está la inversión en tecnología. Existe la necesidad de invertir en I+D en nuevas tecnologías que ayuden a transformar la producción en una más descarbonizada, más distribuida y más digital.

¿Cómo se está aplicando en el sector eléctrico?

En este contexto, podemos ser testigos de cómo la red eléctrica está totalmente inmersa en este proceso de transformación disruptiva. Algunos de los requisitos que están impulsando este cambio son:

• La necesidad de integrar nuevas fuentes como vehículos eléctricos o bombas de calor

• La necesidad de generar y almacenar energía de forma distribuida. Ya no hablamos de consumidores, sino de prosumidores (productores y consumidores) que pueden agruparse en comunidades energéticas.

• Requisitos regulatorios o comerciales para proporcionar más y mejor información a los usuarios, reguladores y otros agentes

• La necesidad de que los distribuidores, los vendedores y otros actores de la cadena de valor generen nuevos servicios que fomenten la fidelidad de los clientes en un entorno cada vez más competitivo.

Junto con todos estos requisitos, la futura red eléctrica deberá ser capaz de gestionar una energía multidireccional que exija información en tiempo real entre la empresa de servicios públicos, sus proveedores, socios y clientes.

Solución en la nube

En el caso particular de la red de media y baja tensión, con miles de subestaciones eléctricas distribuidas geográficamente, con problemas de cobertura y conectividad, y con necesidades de toma de decisiones casi en tiempo real, la nube es una opción con viabilidad limitada, debido a problemas de latencia, coste y escalabilidad.

Tecnologías SCADA

Las tecnologías SCADA, por otro lado, altamente orientadas a la automatización y con estructuras de datos propietarias, inflexibles e inaccesibles, tampoco cubren de manera óptima las nuevas necesidades.

La solución está a medio camino entre la nube y el SCADA: se llama Edge Computing.

El papel del Edge Computing en el sector eléctrico

El Edge Computing en el sector eléctrico significa introducir equipos informáticos locales en cada subestación eléctrica o centro de transformación, con el fin de acercar las capacidades de almacenamiento y procesamiento de datos al lugar donde se necesitan; mejorando así la escalabilidad de la solución, los tiempos de respuesta y el ahorro en ancho de banda y costes operativos.

El equipo de Edge Computing permite

• La integración de equipos de información heredados y nuevas cargas a través de protocolos eléctricos como IEC-102, IEC-104, IEC-61850, DNP3 o Modbus entre otros
• El procesamiento, la normalización o el almacenamiento local de datos a través de algoritmos de Inteligencia Artificial, en muchos casos industrializados a través de contenedores Docker.
• Comunicaciones «Meshed» entre subestaciones eléctricas, que tradicionalmente solo se comunican con las adyacentes a través de comunicaciones PLC.

Con estas capacidades, la habilidad para explotar los datos y operar en las subestaciones eléctricas se multiplica exponencialmente. El tiempo de detección mejora, los fallos de reparación, así como las pérdidas de calidad técnicas y no técnicas se reducen drásticamente y también existe la oportunidad de negocio para crear nuevos servicios y ofertas comerciales, basados en el uso de información en tiempo real para los usuarios.

Retos del Edge Computing

• ¿Cómo aseguramos la correcta integración de los diferentes proveedores que operan en el Centro de Transformación?

• ¿Cómo coordinamos la ejecución de algoritmos que pueden involucrar varios puntos Edge en la red?

• ¿Cómo automatizamos el ciclo de vida de un despliegue distribuido (instalación, configuración, mantenimiento, desmantelamiento) para que sea escalable y viable?

• ¿Cómo mantenemos la ciberseguridad de los datos y los equipos, en un entorno tan distribuido y crítico?

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