Normatividad sobre Redes Inteligentes Elaborado por: Carlos Andrés Álvarez Álvarez Francisco Javier Serna Alzate INFORMACIÓN CONFIDENCIAL Este documento pertenece exclusivamente a la Corporación Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico - CIDET y sus investigadores asociados y fue desarrollado para uso discrecional por parte de las empresas involucradas en el proyecto. No se puede utilizar para fines distintos a los de la evaluación de la propuesta sin consentimiento escrito del CIDET. No podrá ser usado de cualquier manera en detrimento de los intereses del CIDET. ALERTA TECNOLÓGICA Medellín, 16 de noviembre de 2012
Normatividad sobre Redes Inteligentes El concepto de redes inteligentes es demasiado amplio e involucra gran variedad de tecnologías relacionadas con medición remota, integración de energías renovables, almacenamiento de energía, transporte eléctrico, sistemas de control, protocolos de comunicación y las redes de transmisión mismas, entre otros. Por esta razón la normatividad sobre redes inteligentes, como tema propiamente dicho, es muy escasa y es más común encontrar normatividad sobre cada concepto asociado a las redes inteligentes. Esta alerta tecnológica resume brevemente la normatividad vigente en Colombia y el mundo sobre algunos conceptos asociados a las redes inteligentes, sin profundizar en ninguno de ellos, pues esto requeriría un estudio detallado para cada tema. También se presenta un listado de proyectos relacionados con el tema que se han desarrollado o que se encuentran en ejecución en el país. Normatividad en Colombia En Colombia no existen normas que se refieran explícitamente al concepto de redes inteligentes, ni a conceptos relacionados. Sin embargo, como parte del programa Colombia Inteligente, algunas normas ya vigentes se encuentran en revisión por parte de los respectivos comités de normalización, con el fin de adaptarlas con miras a la implementación de las redes inteligentes en Colombia. La mayor parte de estas normas se refieren a medidores de energía y a protocolos de seguridad y comunicación. Un listado de estas normas se presenta a continuación. - NTC-ISO/IEC 27001 TECNOLOGÍA DE LA INFORMACIÓN. TÉCNICAS DE SEGURIDAD. SISTEMAS DE GESTIÓN DE LA SEGURIDAD DE LA INFORMACIÓN (SGSI). REQUISITOS (22/03/2006) Esta norma es una adopción idéntica por traducción de la norma ISO/IEC 27001 y actualmente se encuentra bajo revisión del comité de normalización 181 del ICONTEC (Gestión de la tecnología de la información). 2
Esta norma propone una metodología basada en procesos y en el modelo PHVA para gestionar el riesgo y mejorar la seguridad de la información dentro de las organizaciones (cualquier organización en general), de manera que está alineada con las normas ISO 9001 e ISO 14001. La norma presenta un listado de las definiciones relacionadas con el tema, luego expone los lineamientos generales para implementar y gestionar el SGSI, las responsabilidades de la dirección de la compañía, y las auditorías y procesos de revisión con miras a la mejora continua del sistema SGSI. - NTC IEC 61000-4-30 COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA (CEM) PARTE 4-30: TÉCNICAS DE ENSAYO Y DE MEDIDA DE LA CALIDAD DE SUMINISTRO Esta norma se encuentra en proceso de consulta pública, entre el 15 de septiembre y el 15 de noviembre de 2012. - NTC 4440 EQUIPOS DE MEDICIÓN DE ENERGÍA ELÉTRICA. INTERCAMBIO DE DATOS PARA LA LECTURA DE MEDIDORES, TARIFA Y CONTRO DE LCARGA. INTERCAMBIO DE DATOS LOCALES DIRECTOS (26/10/2005) Constituye una adopción idéntica por traducción de la norma IEC 62056-21 y se encuentra en revisión por parte del comité 144 (Medidores de energía eléctrica). La norma contiene las especificaciones de hardware y de protocolo para el intercambio local de datos de los medidores, usando una unidad portátil HHU. Presenta diagramas y especificaciones de las interfaces (óptica y eléctrica) y sus componentes, así como especificaciones referentes a la transmisión de datos (velocidad de transmisión, código del carácter) y una completa descripción del protocolo de transmisión de datos. 3
- NTC 5648 MEDICIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA. SISTEMAS DE PAGO. REQUISITOS PARTUCULAES. MEDIDORES DE PAGO ESTÁTICOS PARA ENERGÍA ACTIVA (CLASE 1 Y 2) (26/11/2008) Es una adopción idéntica por traducción de la norma IEC 62055-31 y se encuentra bajo revisión del comité 144, que normaliza sobre medidores de energía eléctrica. Esta extensa norma aplica para medidores estáticos de energía eléctrica con exactitudes clase 1 y 2, que operen en interiores. Contiene una amplia sección de definiciones referentes a la medición de pago, códigos, portadores de código, interrupciones de carga y mantenimiento. Especifica algunos requisitos mecánicos de los medidores, la mayoría de los cuales referencian la norma IEC 62052-11 (o su equivalente, la NTC 5226); requisitos eléctricos, definidos en las normas IEC 62052-11 (NTC 5226) e IEC 62053-21 (NTC 4052); requisitos de exactitud de medida y requisitos funcionales. - NTC 5753 MEDIDA DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA. GLOSARIO DE TÉRMINOS (21/04/2010) Esta norma proporciona definiciones de términos específicos que pueden ser usados en las normas sobre medida eléctrica, tarifación y control de cargas y sistemas de intercambio de información clienteempresa de servicios públicos. Actualmente se encuentra en proceso de actualización por parte del comité técnico 144 del ICONTEC. - NTC 5907 MEDICIONES DE ELECTRICIDDAD. SISTEMAS DE PAGO. ESPECIFICACIÓN DE TRANSFERENCIA ESÁNDAR (STS). PROTOCOLO DE LA CAPA DE APLICACIÓN PARA SISTEMAS PORTADORES DE CÓDIGOS EN UNA SOLA DIRECCIÓN (21/03/2012) En revisión por parte del comité 144 4
- NTC 5908 MEDIDORES DE ELECTRICIDAD. SISTEMAS DE PAGO. ESPECIFICACIÓN DE TRANSFERENCIA ESTÁNDAR (STS). PROTOCOLO DE NIVEL FÍSICO PARA PORTADORES DE CÓDIGO DE TARJETA MAGNÉTICA (21/03/2012) En revisión por parte del comité 144 Normatividad Internacional 1. Normas IEC relacionadas con redes inteligentes La International Electrotechnical Commision IEC es una organización líder en el mundo en la publicación de estándares internacionales para tecnologías relacionadas con electricidad y electrónica, que cuenta con más de 65 países miembros, entre los que se cuenta Colombia. La importancia de los estándares IEC para Colombia se ve reflejada en el hecho de que muchas normas NTC son adopciones idénticas de los estándares IEC. La IEC cuenta con dos comités de normalización especializados en redes inteligentes: el TA 12, que se ocupa de los temas de eficiencia energética y redes inteligentes; y el PC 118, que se ocupa de las interfaces de usuario para redes inteligentes. Pese a que estos comités no han publicado hasta la fecha ningún documento específico, la IEC ha identificado alrededor de 100 estándares relevantes para las redes inteligentes, publicados por otros comités. Algunos de estos estándares son listados a continuación, agrupados por temáticas. Sólo se muestra el grupo de normas referentes a un tema, pues la mayor parte de ellas tienen partes que tratan sobre aspectos específicos de dicho tema. Por ejemplo, las normas 61851-1, 61851-21, 61851-22 aparecen sólo como 61851, referida a sistemas de recarga capacitivos para vehículos eléctricos. El listado completo de normas IEC puede consultarse en el archivo de Excel anexo, o en la siguiente dirección: http://www.iec.ch/smartgrid/standards/ 5
Infraestructura de Medición Avanzada (AMI) - IEC 61850 Redes y sistemas de comunicación en subestaciones. - IEC 61968 Integración de aplicaciones para prestadores del servicio interfaces del sistema para administración de la distribución. - IEC 61334 Automatización de la distribución usando sistemas de línea de distribución portadora. - IEC 62056 Medición de electricidad intercambio de datos para lectura de medidas, tarifas y control de carga. - IEC 62058 Equipo de medición de electricidad Comunicación - IEC 62325 Marco para las comunicaciones del mercado energético - IEC 61085 Consideraciones generales para servicios de telecomunicaciones para sistemas de potencia HVDC - IEC 60633 Terminología para transmisión en líneas de alta tensión en DC (HVDC) - IEC 60834-1 Equipo de teleprotección para sistemas de potencia desempeño y pruebas - IEC 61954 Electrónica de potencia para sistemas de transmisión y distribución eléctrica Vehículos eléctricos - IEC 61851 Sistemas de recarga capacitivos para vehículos eléctricos - IEC 61980 (próximamente) Sistemas de recarga inductivos para vehículos eléctricos - IEC 60309-1 Enchufes, tomacorrientes y acoples para propósitos industriales 6
- IEC 61140 Protección contra choque eléctrico - IEC 61982 Baterías secundarias para propulsión de vehículos eléctricos Generación distribuida - IEC 61400 Turbinas eólicas - IEC 61508 Seguridad funcional de sistemas eléctricos/electrónicos/programables relacionados con la seguridad - IEC 62282 Tecnologías de celdas de combustible - IEC 62600 Energía mareomotriz - IEC 60904 Dispositivos fotovoltaicos - IEC/TS 62257 Recomendaciones para pequeños sistemas de energía renovable e híbridos para electrificación rural - Las demás relacionadas con redes y sistemas de comunicaciones, integración de aplicaciones y administración de sistemas de potencia Hogares inteligentes - ISO/IEC 14543 Tecnología de información arquitectura de sistemas de hogares electrónicos (Home Electronic Systems HES) - IEC 60364 Instalaciones eléctricas de bajo voltaje - Las demás referentes a sistemas fotovoltaicos, compatibilidad electromagnética, y equipos de medición 2. Normas IEEE relacionadas con Smart Grid Otra entidad con amplio reconocimiento mundial en cuanto a la publicación de estándares internacionales relacionados con ingeniería eléctrica y electrónica es el Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE. 7
Algunos de sus estándares son listados a continuación; en ellos se tratan temas acerca de generación distribuida, sistemas de control, dispositivos electrónicos inteligentes y sistemas de comunicaciones. - IEEE 1547-2003 Estándar para la interconexión de la generación distribuida con el sistema eléctrico de potencia: Esta norma se centra en las especificaciones técnicas de las pruebas que se deben realizar para la interconexión de la generación distribuida con el sistema eléctrico de potencia. Proporciona los requerimientos más importantes para un óptimo rendimiento, operación, las consideraciones de seguridad y el mantenimiento del sistema interconectado. Esto incluye los requisitos generales, la respuesta a condiciones anormales, calidad de la energía, configuración en isla y las especificaciones de prueba y los requisitos para el diseño, puesta en marcha y las pruebas periódicas. - IEEE 1547.3-2007 Guía para monitorear, intercambiar información y realizar el control de la generación distribuida interconectada con el sistema eléctrico de potencia: Esta norma presenta una guía para facilitar la operación de la generación distribuida y ayudar a los proyectos de generación distribuida a implementar sistemas de monitoreo, cambio de información y el control. También se mencionan conceptos que son útiles para los fabricantes e implementadores de sistemas de comunicaciones para las cargas, sistemas de gestión de la energía, SCADA, sistema de energía eléctrica y equipos de protección. - IEEE 1379-2000 Práctica recomendada para la comunicación de datos entre unidades terminales remotas y dispositivos electrónicos inteligentes de una Subestación: Esta norma proporciona un conjunto de lineamientos para las respectivas comunicaciones y la interoperabilidad de las unidades terminales remotas (RTU) y dispositivos electrónicos inteligentes (IED) en una subestación eléctrica de potencia. 8
- IEEE C37.1-2007 Norma para los sistemas SCADA y la automatización de sistemas: Esta norma define los requerimientos para el sistema SCADA y para los sistemas de automatización de las subestaciones eléctricas de potencia. También se define el proceso de integración de la subestación como lo es el diseño, el cual se presenta como la base para la automatización de las subestaciones, además, se muestran los requerimientos funcionales y medioambientales de todos los dispositivos electrónicos inteligentes presentes en el sistema. - IEEE 2030-2011 Guía para la interoperabilidad de tecnologías de energía e información de redes inteligentes del sistema eléctrico de potencia con aplicaciones de uso final y cargas: Esta norma provee unos lineamientos para la interoperabilidad de las redes inteligentes. También se proporciona una base de conocimientos frente a la terminología, las características, el rendimiento operativo y criterios de evaluación, así como la aplicación de principios de ingeniería para la interoperabilidad de las redes inteligentes del sistema de potencia eléctrico con aplicaciones de uso final y las cargas. Beneficios Tributarios En Colombia aún no se cuenta con beneficios tributarios para el tema específico de las redes inteligentes. Sin embargo, se pueden encontrar beneficios tributarios en temas relacionados con las redes inteligentes, como generación distribuida, vehículos eléctricos, generación mediante fuentes de energía renovable, entre otros. Sobre estos temas ya se han presentado algunos beneficios tributarios, en las alertas tecnológicas del vehículo eléctrico y energía solar y fotovoltaica. Indirectamente, estos beneficios tributarios aplicarían entonces para las redes inteligentes. 9
Proyectos A continuación se presentan algunos proyectos relacionados con el tema de redes inteligentes a nivel nacional. Como ya se mencionó, las redes inteligentes traen consigo muchas aplicaciones, como lo son la generación distribuida y esta a su vez las energías renovables, los vehículos eléctricos, medidores inteligentes, FACTS, HVDC, comunicaciones, control, entre muchas otras, de manera que los proyectos descritos van encaminados en el mismo sentido a la implementación de redes inteligentes en el país. EPM está implementando la medición de energía por medio de medidores prepago, mediante un programa piloto en el cual se instaló el primer lote de 100 medidores de energía prepago. Estos medidores están diseñados con tecnología nacional, el funcionamiento electrónico fue realizado por la empresa Excelec. La idea del proyecto es evaluar el desempeño frente a medidores importados, con los cuales se ha venido trabajando desde 2007, año en el cual se instalaron los primeros medidores. La Universidad Nacional de Colombia, la Universidad Industrial de Santander y la Universidad Javeriana se encuentran desarrollando una red inteligente piloto, la cual se implementará en un circuito de Codensa o de la Universidad Nacional, y tendrá aplicaciones en generación distribuida, vehículos eléctricos, eficiencia energética, medición avanzada, entre otros. Para el proyecto se utilizarán herramientas tecnológicas para el control, las telecomunicaciones y el manejo de la información. Un proyecto piloto de tecnologías de monitoreo y comunicaciones para la telegestión del alumbrado público en el municipio de Sabaneta, Antioquia, es llevado a cabo por la empresa Telemetrik. Con este proyecto se busca conocer el consumo en tiempo real, administración remota en tiempo real, además de diagnosticar variables por medio de sistemas de comunicación. Una propuesta para la construcción de una metodología para prestar el servicio de consultoría en la estructuración de propuestas de redes inteligentes en Colombia y Latinoamérica fue aprobada por el Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación COLCIENCIAS. 10
La construcción de dicha metodología estuvo a cargo de la empresa GERS y resultó en la puesta en marcha de un servicio de consultoría con énfasis en redes inteligentes. Se trata de un estudio del Modelo de Madurez Smart Grid SGMM, con el cual se identifica el estado de modernización de una red eléctrica, y por lo tanto, se puede conocer las brechas existentes entre el estado actual y el estado óptimo de la red eléctrica. En el centro histórico de Popayán, la Compañía Energética de Occidente CEO instalará equipos de medida inteligentes sustituyendo de esta manera los equipos de medida convencional. El proyecto inició el primero de agosto de 2012 y estará terminado finalizando el año, con un costo de aproximadamente un millón y medio de dólares. 11