• Las interconexiones de redes inteligentes, interfaces y estándares

High Voltage Power Lines at dusk, electric power distribution, smart grid.

Como las instalaciones industriales y grandes superficies comerciales siguen haciendo uso de los recursos energéticos distribuidos (DER) para la fiabilidad y la sostenibilidad, habrá mayor interés y necesidad de interconectar esos recursos con la compañía eléctrica local. En el sector industrial se dan muchas situaciones en las que se necesita esa interconexión.

Una instalación industrial (una fábrica pequeña, por ejemplo) puede tener un acuerdo de tarifas diferenciales con la compañía de servicios que requiera la coordinación del funcionamiento de los DER con situaciones de variación de precios. Los DER también pueden necesitar la conexión a Internet en respuesta a las contingencias de una compañía de servicios. Otro ejemplo podría ser una instalación petroquímica de grandes dimensiones con su propia planta de generación y distribución de energía, incluidas las subestaciones, los circuitos de distribución y las instalaciones de generación. Esos DER podrían incluir microturbinas de gas natural, generadores diésel, la energía solar fotovoltaica y / o capacidades de almacenamiento de energía. A veces, esos recursos podrían canalizar parte de la energía generada a la red, generando ingresos para el propietario industrial.

En estos casos, la instalación tendrá un acuerdo de desbordamiento de carga con la compañía de suministro eléctrico o un acuerdo de compra de energía para cuando se suministre energía de vuelta a la red. En el marco de estos acuerdos, la compañía eléctrica exigirá ciertas funciones, características y comunicación para la interconexión con la planta industrial. La compañía eléctrica también puede exigir visibilidad del sistema eléctrico e incluso algunas funciones de control dentro del sistema de energía eléctrica de la planta industrial, incluido el control de la generación y la configuración de la subestación.

Aquí es donde la norma IEEE 1547 para la interconexión de recursos distribuidos con sistemas de energía eléctrica puede identificar para el ingeniero consultor qué funcionalidades deben tener los sistemas de control.

Cómo ayuda la IEEE 1547 a los ingenieros

La norma base en la serie IEEE 1547 trata sobre los DER y establece los acuerdos entre el sector de compañías eléctricas y el industrial o el sector DER, de modo que el cliente industrial no tenga que negociar con cada compañía eléctrica sus propios acuerdos. Esto sería muy interesante, por ejemplo, para un cliente industrial que cuenta con instalaciones en muchos lugares diferentes, o incluso estados diferentes. Con la IEEE 1547, el ingeniero puede concebir un enfoque común para abordar las diferentes compañías eléctricas en varios estados.

Por lo tanto, la IEEE 1547 simplifica el enfoque de la instalación industrial y proporciona una serie de ventajas. Permite a las instalaciones la uniformidad en la compra de equipos, lo que proporciona economías de escala. Les permite establecer procedimientos operativos estándar a través de múltiples instalaciones, lo que beneficia los esfuerzos y acciones de formación y actividades de mantenimiento. Los empleados que trabajan en múltiples instalaciones reconocerán y comprenderán las características comunes y eso supondrá un ahorro de dinero, tiempo y mano de obra. El consultor se beneficia de tener un diseño reproducible.

Mediante el uso de la serie IEEE 1547, el ingeniero tiene un punto de partida que funciona en cualquiera de los 50 estados en los que trabaje. Cualquiera que sea la compañía de servicio público en la que esté trabajando, la IEEE 1547 da a ambas partes un punto de partida claro y consensuado para una interconexión. No hay que reinventar una solución a partir de cero. Reconociendo el valor de una norma de este tipo, la CEI ha anunciado recientemente un esfuerzo para producir un documento propio basado completamente en el estándar IEEE 1547.

El hecho de que la comunidad internacional vaya a seguir la serie IEEE 1547 debe dar al ingeniero y su cliente un cierto grado de confianza de que tienen bases suficientes para anticipar el futuro, si se requiere. Algunos llaman a esto "a prueba de futuro", que es un término bastante marcado. Pero en este caso, como en otros relacionados con las normas, si las decisiones se basan en una norma aceptada aquí y en todo el mundo le resultará útil a lo largo del tiempo. Las normas se pueden revisar de vez en cuando, pero, por diseño, son compatibles con ediciones anteriores, por lo que es probable que todo lo que se ha hecho en base a una norma continúe funcionando y no tenga que hacer frente a la amenaza de, por ejemplo, convertirse en un equipo infrautilizado, o al menos no hasta el punto de que pase eso con soluciones únicas.

Interfaz entre los clientes industriales y compañías de servicios públicos

Durante años, se ha asumido que los contadores de intervalo o inteligentes serían la interfaz entre un cliente industrial y la compañía de servicios públicos. En otras palabras, que los datos de las comunicaciones, las solicitudes de restricción, las solicitudes de generación y las señales de precios tendrían lugar a través de un sistema de infraestructura de medición avanzada (IAM).

Sin embargo, según la evaluación de los propios sistemas y de las necesidades de los clientes industriales, la IAM podría no ser la única interfaz, ni siquiera la más deseada. Y esos dos factores deben ser de alta prioridad para los ingenieros consultores encargados de las especificaciones que diseñan sistemas de control industrial y su interfaz para servicios públicos.

Este problema tiene importantes repercusiones para los clientes industriales debido a que el diseño y las características y funciones de su sistema de control industrial van a depender de la dirección que tomen.

Me explicaré. En primer lugar, las comunicaciones bidireccionales que requerirá una red más inteligente pueden ser manejadas independientemente de la AMI del contador de intervalos. En segundo lugar, los contadores y las AMI son en gran medida sistemas de propiedad protegida, lo que puede conducir a un cliente industrial a la cautividad de los distribuidores. En tercer lugar, estamos en los inicios del sector de la AMI y existen alternativas técnicas. En consecuencia, habrá ganadores y perdedores. Si el distribuidor de AMI de una compañía de servicios públicos desaparece o migra a una tecnología diferente, el cliente podría quedar con equipos infrautilizados.

Un enfoque diferente sería utilizar el contador exclusivamente para registrar el uso y emplear un dispositivo aparte o pasarela para las comunicaciones bidireccionales.

Este enfoque tiene varias ventajas, además de evitar la temida cautividad del distribuidor y los equipos infrautilizados. Una ventaja es que la pasarela podría utilizar una conexión a Internet de alta velocidad en lugar de sufrir los obstáculos de las limitaciones de comunicación de la AMI. O la pasarela podría usar líneas de comunicación dedicadas para la compañía eléctrica, lo que proporcionaría mayor ancho de banda para una mayor funcionalidad. La opción de dispositivos como portal también le da al usuario industrial más flexibilidad para las interconexiones con otros sistemas y, por lo tanto, los datos para un mayor conocimiento de sus operaciones.

Hoy en día, los protocolos de AMI son específicos de cada distribuidor. Si compra un contador al distribuidor X, también debe comprarle la recopilación de datos y el sistema de protocolo al mismo proveedor. Por el contrario, el enfoque de la pasarela permite a la compañía de servicios públicos y al cliente industrial emplear de inmediato los protocolos estándar del sector, tales como el estándar IEEE 1815 (es decir, DNP3), que proporciona los medios para la seguridad robusta.

Lo que aún se desconoce es si las compañías de servicios ofrecerán ambas opciones. Los ingenieros consultores encargados de determinar las especificaciones y sus clientes industriales deben debatir este tema con la compañía de servicios. Si ambas opciones están disponibles, habrá que comparar los costes de cada una de las dos opciones, las dificultades de diseño, las características y las funciones, teniendo en cuenta las necesidades futuras previstas del cliente industrial.

Es importante entender que la relación coste-beneficio para la AMI sigue sin demostrarse. Aún se está estudiando. Gran parte de la implementación actual de la AMI ha sido subvencionada en un 50 % mediante las ayudas a las iniciativas en la red inteligente que concede el Ministerio de Energía de EE. UU. No se sabe con seguridad si se podría continuar expandiendo las implementaciones o si estas serían rentables sin esas ayudas. Algunas autoridades estatales siguen sin estar convencidas de que la AMI sea una forma rentable de invertir el dinero de los contribuyentes.

Finalmente, como los contadores inteligentes y la AMI son sistemas programables, hay más posibilidades de que un pirata informático obtenga acceso al sistema.

La adopción de una AMI generalizada, percibida, por sí misma no es argumento suficiente para que un ingeniero pueda evaluar si la elección de esta tecnología es o no apropiada. El ingeniero debe dar su opinión profesional acerca de los propios sistemas, y sus capacidades técnicas, y no dejarse llevar por la aparente generalización de los sistemas AMI. Hable con la compañía de servicios para la cual está diseñando la interconexión de su cliente. Podría descubrir que existen otras alternativas con un futuro más seguro.

El establecimiento de normas

  • Las ideas para nuevos estándares surgen de una multitud de situaciones. Normalmente, los ingenieros que implementan la tecnología:
  • Encuentran dificultades en la interoperabilidad de los equipos en forma de compatibilidad física o software
  • Encuentran vacíos en procesos establecidos de cómo se deben tomar ciertas medidas
  • Durante la implementación de una norma establecida, se pueden encontrar con que se ha dejado un problema sin resolver.

El IEEE reúne a varias decenas de sociedades y grupos técnicos, todos ellos interesados en la creación de normas pertinentes para su campo de especialidad. Los interesados en iniciar una norma pueden formar un grupo de trabajo para presentar el asunto a una sociedad técnica, que se convierte en el patrocinador de la actividad y luego reenvía el asunto al Comité de nuevas normativas (NesCom) de la Asociación de normativas de la IEEE (IEEE-SA) en la forma de una solicitud de autorización de un proyecto, o PAR (por sus siglas en inglés).

Los miembros de la NesCom revisan la PAR para asegurarse de que se han seguido los procedimientos adecuados y de que el grupo que la ha presentado ha ofrecido un plan de trabajo viable para completar el proceso de las normas en un plazo razonable. Una vez aprobada la PAR, se envía de vuelta al grupo de trabajo, quien comienza a crear el borrador de la norma.

Cuando se ha creado el borrador de la norma, el documento se somete a votación. El grupo de trabajo crea una junta de votación del patrocinador compuesta por personas que expresan su interés y están registradas en la IEEE-SA como posibles votantes en el tema en cuestión. Básicamente, este es el proceso de revisión colegiada.

Una vez completado el proceso de votación de los patrocinadores, el grupo de trabajo debe abordar cada comentario. A continuación, el grupo de trabajo intenta llegar a un consenso para el proyecto actualizado, primero entre sus propios miembros para la respuesta a los comentarios y luego entre los miembros de la junta de votación.


Sciacca es presidente de SCS Consulting. Es miembro sénior activo en el IEEE y la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI) en el área de la automatización de servicios públicos. Cuenta con más de 25 años de experiencia en las industrias de servicios públicos eléctricos de ámbito nacional e internacional. Sciacca es presidente de dos grupos de trabajo del IEEE centrados en la seguridad cibernética para las compañías de servicios eléctricos: el Grupo de trabajo de subestaciones C1 (P1686) y el Grupo de Trabajo de relés para sistemas eléctricos H13 (PC37.240). Lea su blog Insights on Power si desea más información sobre este tema.

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