Algoritmo de flexibilidad AI en subestaciones BT/MT Historia de éxito

Redes Inteligentes con tecnología de Edge Computing

Los Operadores de Sistemas de Distribución (OSD) están sometidos a una presión creciente para integrar un número cada vez mayor de Recursos Energéticos Distribuidos (DER) en la red, sobre todo en el lado de Baja Tensión (BT), donde la digitalización sigue retrasada. Este desfase amenaza directamente la resistencia y flexibilidad de toda la red de distribución.

El reto es aún mayor en las redes de Media y Baja Tensión, donde miles de Centros de Transformación dispersos geográficamente necesitan datos en tiempo real para funcionar con eficacia. Pero las soluciones tradicionales en la Nube se quedan cortas debido a la latencia, el coste y la limitada escalabilidad.

Mientras tanto, los sistemas SCADA, aunque excelentes para la automatización, se basan en estructuras de datos propietarias y carecen de la flexibilidad y apertura necesarias para las operaciones modernas de la red.

¿La respuesta? Edge Computing, el punto dulce entre la Nube y SCADA. Ofrece:
✅ Inteligencia en tiempo real en la fuente
✅ Menor latencia y uso del ancho de banda
✅ Mejor escalabilidad para miles de nodos
✅ Mayor interoperabilidad con los sistemas existentes

Digitalizar la red: El viaje de Cuerva hacia una red de distribución más inteligente

El proyecto de Cuerva parte de una misión clara: digitalizar las operaciones y obtener una visión unificada y en tiempo real de toda la red de distribución. Esto implica integrar una variedad de dispositivos que suelen encontrarse en un centro de transformación, como concentradores, SABTs, SAMTs y remotos de MT, a través de múltiples niveles de tensión, convergiendo todos en un único punto de inteligencia.

¿El objetivo?

🔍 Para predecir mejor el comportamiento de la red.

⚡️ Aborda proactivamente los problemas de congestión y sobretensión.

⏱️ Acelera la toma de decisiones con eventos de datos en tiempo real.

Uno de los aspectos más innovadores del proyecto es el desarrollo de mercados locales de flexibilidad para los DSO, impulsados por IA y algoritmos predictivos. Estas herramientas permiten a Cuerva anticiparse a los problemas de calidad del suministro y responder dinámicamente, garantizando una red más resistente, flexible y preparada para el futuro.

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‍‍Gridfy ha desarrollado e implementado el algoritmo de flexibilidad AI ubicado en una de las subestaciones de Cuerva y Barbara ha proporcionado la Plataforma Edge que despliega y orquesta la Inteligencia Artificial en el Edge y habilita técnicas MLOps para facilitar el reentrenamiento del algoritmo en el Edge.

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Conexiones físicas

El Nodo Edge está conectado al Switch de comunicaciones existente (por fibra óptica en concreto) en el centro de transformación, contando con una IP dentro de la subred privada de Cuerva.

1. Concentrador. Se comunica mediante Web Services SOAP, llamando a la IP que tiene habilitada el concentrador para responder a dichos Web Services
2. SABT. Existe una conexión física mediante RJ-45 entre el Nodo y el SABT, llamando el Nodo mediante Web Services SOAP a la IP local habilitada
3. SAMT. Existe una conexión física mediante RJ-45 entre el Nodo y el SAMT, llamando el Nodo mediante protocolo IEC 60870-5-104
4. - Remota de MT. Existe una conexión física mediante DB9-RS485 entre el Nodo y la Remota, llamando el Nodo mediante protocolo MODBUS-RTU.

Los datos se transmiten a través de un broker MQTT a una base de datos InfluxDB, diseñada específicamente para manejar de forma eficiente grandes volúmenes de datos de series temporales. Para la visualización, los datos se muestran sin problemas en Grafana, que se integra con InfluxDB para proporcionar cuadros de mando y sinópticos en tiempo real para obtener perspectivas claras y procesables.

Aplicaciones instaladas

La administración de las aplicaciones instaladas corre a cargo de Panel Barbara diseñado para gestionar los dispositivos de borde desplegados sobre el terreno. La siguiente imagen ilustra el conjunto de aplicaciones desplegadas en el Nodo de Borde gestionado por la tecnología de Barbara.

• Aplicaciones generales: configuración de nombres, comunicaciones, telemetría de nodos, etc.
• Conectores industriales: Servicios Web SOAP, IEC 60870-5-104, MODBUS-RTU, Broker MQTT
• Bases de datos: InfluxDB
• Visualización de datos: Grafana
• Algoritmo propio: incluye el algoritmo de flexibilidad descrito anteriormente.

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Plataforma Barbara Edge AI para redes inteligentes

La solución propuesta está compuesta por: 

- Barbara OS, el SO Ciberseguro por diseño, que se ejecuta en los nodos de borde (hardware). Un sistema operativo Linux concebido para facilitar la conexión de cualquier equipo industrial a cualquier lógica empresarial, en la nube, pública o privada, y para ejecutar aplicaciones Edge Computing.

- API de Barbara: Es la interfaz de comunicación con el Edge que permite utilizar todos los productos de la plataforma Barbara. Permite a Gridfy gestionar su flota de nodos Edge, instalar actualizaciones y gestionar el ciclo de vida de las aplicaciones Edge Computing.

- Panel Barbara: Un panel de gestión basado en web que proporciona un control centralizado sobre los despliegues Edge.

Las características principales son: 

o Gestión del ciclo de vida de los dispositivos: Configura, actualiza y supervisa a distancia el estado de los dispositivos en grandes flotas.

o Orquestación: Despliega, actualiza y gestiona aplicaciones basadas en Docker en ubicaciones de borde distribuidas.

o Operaciones por lotes: Ejecuta comandos en varios dispositivos simultáneamente.

o Controles de seguridad: Gestiona los roles, el acceso, las configuraciones VPN y las políticas de seguridad de los dispositivos.

o Telemetría y alertas: Monitorización en tiempo real de las métricas de salud del dispositivo, lo que permite una gestión proactiva de los problemas.

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