Reforzar la red eléctrica con Edge Intelligence

Introducción

A medida que Europa acelera su transición a las energías renovables, los Operadores de Sistemas de Transmisión (TSO) se enfrentan a una nueva ola de complejidad. El reto ya no consiste sólo en transmitir electricidad, sino en integrar activos descentralizados, mantener la estabilidad y garantizar la inteligencia de la red en tiempo real.

Ahí es donde entran en juego la virtualización de subestaciones y la Plataforma Industrial Edge-Native como Barbara. En un proyecto pionero con REDEIA, el TSO nacional de España, Barbara ayudó a virtualizar una herramienta crítica de la subestación: el osciloscopio.

¿Por qué virtualizar una subestación eléctrica?

La virtualización de subestaciones crea un gemelo digital de la operación física, permitiendo la supervisión en tiempo real, la automatización inteligente y el mantenimiento racionalizado, todo ello sin depender de entornos específicos de hardware o SO.

Las principales ventajas son:

• Visibilidad en tiempo real: Los operadores obtienen una visión más granular y precisa del estado de la subestación.
• Detección de fallos basada en IA: Los algoritmos integrados de aprendizaje automático (ML) ayudan a detectar y anticiparse a los fallos antes de que causen interrupciones.
• Mejora de la seguridad y la planificación: Los entornos virtuales apoyan las simulaciones, aumentan la ciberseguridad y mejoran la planificación de contingencias.
• Actualizaciones rentables: Con la infraestructura definida por software, las actualizaciones y mejoras pueden producirse con más frecuencia y eficacia que con las actualizaciones de hardware tradicionales.

El papel del osciloscopio virtual en la inteligencia de las subestaciones

Un osciloscopio desempeña un papel vital en las subestaciones, ya que permite a los operadores medir y analizar la forma de onda, la frecuencia y la calidad de las señales eléctricas que se transmiten en el sistema eléctrico. Esta visibilidad en tiempo real es esencial para identificar problemas y garantizar el funcionamiento seguro y fiable del sistema eléctrico.

El Nodo Barbara's Edge procesa y almacena hasta 4.000 muestras de tensión y corriente por segundo, junto con indicadores de calidad. Conserva estos datos como series temporales, representándolos visualmente igual que un osciloscopio tradicional. Cuando se activa un evento GOOSE, el sistema captura y muestra los datos de antes y después del evento, proporcionando a los operadores una visión detallada de lo ocurrido.

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Con la VPN cibersegura de Barbara, se puede acceder a esta información a distancia, sin necesidad de estar in situ. Esto no sólo reduce los costes relacionados con la conectividad y el almacenamiento, sino que también garantiza un alto nivel de seguridad de los datos y de privacidad operativa.

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Tratamiento de Datos de Alta Frecuencia: El principal reto

Uno de los retos más complejos de este despliegue fue la gestión de los flujos de datos de alta frecuencia requeridos por los algoritmos en contenedor en el borde. Cada nodo de borde tenía que recibir, procesar y publicar miles de puntos de datos, cada uno de ellos con cuatro valores de tensión y corriente, sin sobrecargar la CPU ni consumir demasiado espacio en disco.

Barbara abordó esta cuestión aplicando técnicas optimizadas de procesamiento por lotes de datos para gestionar eficazmente el volumen de datos. Además, se integró un conector GOOSE para capturar con precisión los datos inmediatamente antes y después de los eventos críticos de la subestación, garantizando un análisis fiable basado en eventos sin comprometer el rendimiento del sistema.

Dentro de la plataforma Edge Computing de Barbara

Para impulsar esta solución, Barbara proporcionó una pila completa de infraestructura de borde cibersegura, que incluía:

✅ Barbara OS

Un sistema operativo ligero, basado en Linux y diseñado para dispositivos periféricos: seguro, gestionable remotamente y continuamente actualizado.

✅ Panel Barbara

Un panel de control independiente de la nube para gestionar aplicaciones, nodos de borde y microservicios. Admite:

• Actualizaciones de firmware OTA
• Conectores de protocolo específicos de subestación (IEC 61850-9-2 SV, GOOSE, MMS)
• Despliegue de servicios de apoyo como MQTT Broker, InfluxDB y Grafana desde Barbara Marketplace

Ganancias esperadas: Por qué compensa la virtualización

Para REDEIA, los resultados van mucho más allá de la mera modernización digital:

1. Escalabilidad: Se pueden añadir nuevas aplicaciones sin cambios en el hardware.
2. Flexibilidad tecnológica: La arquitectura de microservicios permite integrar fácilmente herramientas de múltiples proveedores.
3. Reducción de los costes de O&M: La detección precoz de anomalías y el control remoto reducen drásticamente las necesidades de mantenimiento in situ

¿Por qué Barbara?

En Barbara, creemos que la Red Digital debe ser impulsada por la inteligencia en el borde, no sólo desde plataformas centrales. Las demandas en tiempo real, los volúmenes de datos y las necesidades de ciberseguridad requieren una infraestructura informática autónoma y altamente distribuida.

La plataforma Edge de Barbara permite a las empresas de servicios públicos:
- Procesar datos y actuar sobre ellos en tiempo real
- Automatizar las decisiones en la periferia
- Proteger las operaciones con ciberseguridad conforme a IEC
- Desplegar IA y aplicaciones en activos distribuidos
- Escalar sin esfuerzo mediante orquestación remota desde un panel centralizado