Haciendo realidad la Red del Futuro. Soluciones de Comunicaciones para las Redes de Distribución Inteligentes

Transcripción

1 Haciendo realidad la Red del Futuro Soluciones de Comunicaciones para las Redes de Distribución Inteligentes

2 El gran reto al que se enfrentan las compañías de distribución eléctrica es el despliegue coherente de una red de telecomunicaciones multitecnología, que deberá combinar medios dispares, tanto en prestaciones como en seguridad. Introducción Las redes inteligentes, más conocidas como smart grids, están en boca de todos, y no sólo de los especialistas / técnicos del sector eléctrico. Hoy en día, es habitual que los medios de comunicación se hagan eco de los avances en este área. Todo el mundo habla de las distintas aplicaciones que conforman las smart grids, desde la gestión de la demanda, gracias a las nuevas familias de contadores inteligentes, pasando por la automatización de la distribución, integración de energías renovables, impacto del coche eléctrico en las redes del futuro,... Para hacer realidad dichas aplicaciones son necesarias distintas tecnologías. Entre ellas, tienen un papel fundamental las telecomunicaciones. Las compañías de distribución eléctrica han venido desplegando redes de telecomunicaciones para proporcionar conectividad remota a todas sus subestaciones eléctricas. Las nuevas aplicaciones de smart grids requerirán dotar de conectividad segura a los centros de transformación. Este punto es un gran reto para las áreas de telecomunicaciones de las distintas compañías de distribución eléctrica, principalmente debido al gran número de instalaciones de las que estamos hablando (decenas de miles) y a la conectividad prácticamente nula existente en la actualidad en dichas instalaciones. Mediante este catálogo, desde ZIV queremos proponer las soluciones de telecomunicaciones sobre las que hacer realidad las aplicaciones smart grids en las redes de distribución eléctrica del futuro. Más Telecomunicaciones La nueva red de telecomunicaciones que es necesario desplegar para dotar de conectividad a los centros de transformación constituye un reto debido a la falta de infraestructura propia fibra óptica. Esto significa que la primera cuestión a la que se enfrentan las compañías eléctricas es la de decidir si es necesario invertir en una red de telecomunicaciones basada en infraestructura propia o es suficiente con adquirir un servicio a un tercero operador público de telecomunicaciones. Son claras las ventajas que tienen las compañías eléctricas al disponer de una red propia: - controlar su nivel de calidad de servicio, - adaptarlo a las necesidades de sus redes, - acceder a zonas con acceso limitado a otras tecnologías de comunicaciones, - adaptarlo completamente a la topología de la red de dicha compañía eléctrica, - controlar las latencias y tiempos de respuesta de la red de telecomunicaciones, - confiabilidad, - disaster recovery mucho más rápido al no depender de terceros, - coste de explotación más bajo, - escalabilidad de la solución. No obstante, teniendo en mente criterios económicos, parece evidente que la nueva red de telecomunicaciones deberá basarse tanto en medios propios como en medios de terceros. A nivel tecnológico, como medios propios, desde ZIV entendemos que tendrá un papel clave tanto la fibra óptica como el medio PLC en media tensión. En cuanto a medios de terceros, las tecnologías celulares (GPRS, UMTS, HSPA) en Europa presentan muchas ventajas, dado su ancho de banda, disponibilidad y facilidad de puesta en marcha.

3 Soluciones de Comunicaciones para las Redes de Distribución Inteligentes Más Estándares Está claro que necesitamos más comunicaciones para hacer realidad las nuevas aplicaciones de smart grids. Ahora bien, los nuevos equipos de telecomunicaciones que instalaremos en los centros de transformación, qué tipo de información deberán transportar? La función de recogida de medidas / curvas de carga proporcionadas por un IED concentrador deberá reportar las mismas a los sistemas centrales de la compañía eléctrica, bien a través de un protocolo tipo DLMS o bien a través de estándares procedentes del mundo de las tecnologías de la información, tipo web services. Los nuevos IED s encargados de la automatización de la media tensión reportarán la información al SCADA usando los protocolos de telecontrol IEC Los mismos, también deberán intercambiar información entre sí para implementar funciones de automatización más avanzadas y, en este punto, el IEC puede ser considerado un estándar muy interesante. Todos los estándares anteriores (DLMS, IEC 61850, IEC , Web Services, ) son susceptibles de ser transportados mediante una red IP. Por tanto, independientemente del tipo de aplicación, el binomio IP / Ethernet es un binomio de futuro para proporcionar servicios de telecomunicaciones a los nuevos IED s en los que se basarán las aplicaciones de smart grids. Más Seguridad La seguridad es un aspecto que el despliegue de una red de distribución inteligente debe contemplar desde su diseño inicial. La seguridad no sólo tiene que ver con que los equipos de telecomunicaciones, los IED s de automatización, concentración de medidas,, incorporen funciones de seguridad, cosa que ya hacen, sino que debe contemplar las actuaciones de toda la empresa en su conjunto. El problema, por tanto, no sólo está en la tecnología, sino también en que las empresas de distribución incorporen los mecanismos que permitan una gestión de la seguridad. Por ejemplo, tan importante es que los equipos soporten los certificados digitales para realizar el cifrado / firma digital de los paquetes de datos como que esté perfectamente definidos cómo se mantendrán los certificados digitales a lo largo de su vida. Por tanto, la suma de telecomunicaciones + seguridad + estándares será una condición necesaria para hacer realidad las redes de distribución eléctricas del futuro. FTP Web Services XML DLMS IEC Ethernet HTTP IEC IP

4 Gracias a la solución global ZIV, es posible integrar todas las funciones de automatización, y posibilitar las comunicaciones con la subestación, los centros de control, e incluso permitir el intercambio de información entre distintos CTs. Soluciones de comunicaciones ZIV

5 Soluciones de Comunicaciones para las Redes de Distribución Inteligentes La automatización de los centros de transformación es un paso obligado en el camino hacia la Smart Grid.

6 Soluciones GPRS / UMTS / HSPA Soluciones basadas en Fibra óptica Los equipos con interfaz WAN de las familias EMR, CIC y SIP habilitan acceso seguro a instalaciones remotas, haciendo uso de los servicios de datos ofrecidos por los operadores de telefonía móvil. Los servicios de operadores públicos son una alternativa muy interesante dada su cobertura geográfica y su facilidad de puesta en marcha. No obstante, existen dos barreras para que las compañías eléctricas adopten estas soluciones: la seguridad y la disponibilidad del servicio. ZIV dispone de soluciones que permiten al usuario confiar en los servicios de los operadores públicos. Por ejemplo, la familia de routers inalámbricos EMR, que permiten el despliegue de redes de área local: - incorporan un firewall que facilita al usuario asegurar que sólo el tráfico permitido atraviesa el router, - permiten el establecimiento de túneles IPSec, de forma que se añade una capa de seguridad adicional a los servicios de intranet ofertados por los operadores móviles, - permiten el establecimiento de políticas de calidad de servicio, - soportan la subscripción a dos operadores públicos, siendo uno backup del otro. De esta forma, ante problemas con un operador A, automáticamente el router establecería una conexión con el operador B. ZIV dispone también de equipos compactos que facilitan la migración de instalaciones ya existentes donde deben transportarse tanto servicios Ethernet como servicios serie (bien RS232 / RS485). Las familias SIP y CIC permiten a varios equipos serie y Ethernet compartir la misma conexión celular IP. La fibra óptica es el medio de telecomunicaciones más atractivo, tanto en cuanto alcance como ancho de banda. El problema que existe con la fibra es el coste de su despliegue, el cual sólo será aplicable para aquellas instalaciones eléctricas que dada su importancia, sea económicamente viable. ZIV dispone de soluciones de fibra óptica que permiten un transporte de los servicios del centro de transformación en Ethernet gracias a la familia de switches SWD. Esta familia es ideal para el establecimiento de redes de área local Ethernet de 8 puertos eléctricos. Para el acceso de fibra óptica, los equipos disponen de dos puertos Gigabit Ethernet basados en módulos SFP. ZIV dispone de una gran variedad de transceptores ópticos para el establecimiento de anillos Ethernet bien para fibra óptica multimodo, bien para fibra óptica monomodo, siendo, en este último caso, los alcances máximos de 80 km. La familia de switches Ethernet de ZIV incorporan funciones avanzadas de gestión que facilitan la segregación / identificación de tráfico mediante VLAN s. También soportan funciones de Q-in-Q pudiéndose segregar el tráfico no sólo por servicio, sino también por emplazamiento. Otra funcionalidad muy importante es la calidad de servicio, la cual permitirá priorizar el tráfico de automatización frente a otro tipo de tráficos menos prioritarios. Por último, la implementación optimizada del protocolo RSTP IEEE 802.1D:2004 permite que el anillo de Gigabit Ethernet se recupere en tiempos menores a 100 ms en anillos de hasta 30 equipos.

7 Soluciones de Comunicaciones para las Redes de Distribución Inteligentes Soluciones basadas en PLC ZIV apuesta por dos tipos de soluciones para las comunicaciones de Power Line Communications a través de la red de media tensión: - Una de alta velocidad, 200Mbits/s, pensada en especial para entornos urbanos, donde se necesitan cubrir distancias de nivel medio ya que los centros de transformación están muy próximos entre ellos. Para ello se utiliza la banda de frecuencias que ya hace unos años se reservó para las compañías eléctricas en el rango de 2 a 30MHz. - Una de baja velocidad, utilizando tecnología spread spectrum que permite cubrir distancias mucho más largas y que está pensada para entornos rurales donde la cantidad de información a enviar es mucho más reducida y prima el que se puedan cubrir distancias más largas y acceder a lugares más recónditos. Para poder insertar la señal de PLC en las redes de MT, ZIV dispone de todo tipo de acoplos, tanto capacitivos como inductivos. Nuestra oferta es completa ya que podemos inyectar la señal de PLC tanto en el vivo de las líneas o cables de MT, como en las mallas de los cables de MT, que en este último caso nos permiten no depender de la topología de la red de distribución. Por tanto, el equipo compacto PLC MT para centros de transformación incorpora las siguientes interfaces: - 2 puertos para PLC de MT, - 2 SFP de 1GbE multimodo o monomodo, - 8 puertos Ethernet de 10/100 Base T. Los dos puertos PLC de MT permitirán conectar, utilizando la misma línea eléctrica, los equipos que haya entre diferentes centros de transformación y, por lo tanto, hacer add/drop de servicios o bien llevar éstos aguas arriba. Los dos puertos SFP permiten que el nodo de centro de subestación esté dentro de un anillo de fibra óptica, hacer add/drop de servicios o bien llevar éstos aguas arriba hacia un centro de control. Los 8 puertos Ethernet están pensados para ser destinados a los servicios que haya en cada centro de transformación, como por ejemplo los concentradores de lectura contadores utilizando tecnología PRIME, la conexión de remotas, localizadores de paso de falta que pueda haber en el CT, etc. El objetivo en cualquier caso es poder transportar a través de la red propietaria de fibra óptica o la red propietaria de PLC de MT, la información de los servicios de los diferentes centros de transformación, hasta una subestación principal en la cual nos podamos conectar al Backbone de la compañía eléctrica. Los equipos de comunicaciones están escalados desde soluciones sencillas que proporcionan bridging hasta servicios de cabecera en subestación con capacidad de enrutamiento, de manera que si están disponibles varios caminos de comunicaciones, los equipos puedan de forma inteligente buscar rutas alternativas con el fin de hacer llegar la información al centro de control. Los Switches ZIV facilitan el despliegue de una red Ethernet fiable entre centros de transformación, lo cual facilitará el desarrollo de avanzadas funciones de automatización. El PLC de MT es otra opción a la hora de transportar la información de los distintos CTs hasta una Subestación Principal.

8 España Domicilio Social Parque Tecnológico, Zamudio, Bizkaia t: f: Madrid C/ Diego Marín Aguilera, nº 14. Parque Tecnológico de Leganés Leganés - Madrid. t: f: Barcelona C/ Antonio Machado 78-80, P. Baja Viladecans Business Park Edificio Australia Viladecans - Barcelona t: f: Sevilla Av. de la Aeronáutica nº 10 Edificio Helios, Planta 7ª, módulo Sevilla t: f: EE.UU. y Canadá 5410 Newport Drive, Suite 38 Rolling Meadows, IL t: f: Brasil Av. Padre Natuzzi, 200 CEP , São Francisco, Niteroi Rio de Janeiro t: f: Singapur 10 Anson Rd. #25-07 International Plaza Singapore t: f: EAU Grosvenor Tower, Sheikh Zayed Road Mezzanine Floor, M07 PO Box 3089 Dubai f: f: Rusia Krimsky Val, d.3 str. 2, office Moscow f: Las Palmas Fernando Guanarteme Nº16. Of. 1ºA Las Palmas de Gran Canaria t: Para otros países, por favor consulte en nuestra página web el nombre de nuestro distribuidor más próximo. ZIV se esfuerza constantemente en la mejora de sus productos y servicios. Consecuentemente, la información técnica que contiene este documento está sujeta a cambios sin previo aviso.