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Redes Eléctricas Inteligentes. Capítulo 6: Comunicaciones

Las comunicaciones y la transmisión de información pasan a ser otras de las claves de las REI, volviendo a ser el contador inteligente (Smart Meter) uno de los elementos fundamentes al ser el "comunicador" del usuario. Constituye, por lo tanto, la interfase entre el usuario y la empresa distribuidora/gestora de la red o, desde otro punto de vista, entre el nivel usuario y el nivel regional/local.

Una vez abierta la comunicación entre esos dos niveles, la primera información a transmitir es la de la potencia consumida en tiempo real. Sorprendentemente la mayor parte de las veces, la forma que tiene la empresa eléctrica de conocer el consumo para su posterior facturación consiste en el paseo (bi)mensual de su personal por todos los contadores o que el usuario llame a la compañía para informar del valor. Dicha comunicación facilitaría la facturación y podría evitar algunos errores. Asimismo, el usuario podría recibir en tiempo real las variaciones de las tarifas y sus horarios, de forma que el control de optimización económica del usuario pueda actualizarse inmediatamente y actuar en función de los nuevos parámetros.

El control de energía que debe ser distribuida se realiza mediante la frecuencia de la red (en corriente alterna, 50 Hz en Europa y 60 Hz en los EE.UU.) de forma que si sube en una parte de la red, las centrales en regulación bajan potencia y la suben si la frecuencia desciende. ¿Podría una comunicación en tiempo real mejorar este control? En principio no, si bien, aquellos usuarios que cuenten con consumos programados podrían aportar dicha información de forma que el gestor de la red pueda conocer, con cierta antelación, algunos consumos y anticiparse. La eficacia y el alcance del beneficio de estas acciones están por verse.

Un aspecto que sí podría ser beneficioso en la comunicación del usuario al gestor de la red podría ser la comunicación automática y concreta de incidencias de la red: detectar faltas en el suministro conocer de forma precisa, no sólo qué usuarios la han sufrido sino el tipo y el orden en el que sucedieron. Mucha de esta información suele manejarse al nivel de transporte y distribución de electricidad mediante los disparos en las protecciones, pero no a hasta el punto de conocer dicho detalle en los usuarios.

En paralelo, y como ya hemos comentado en capítulos anteriores, el controlador del usuario recibiría la información necesaria sobre el estado de la red (déficit o excedente de energía) de forma que pueda tenerse en cuenta para la operación de ciertos consumos y, fundamentalmente, de los sistemas de almacenamiento.

Por último, si esperamos poder controlar consumos, se debe prever un sistema de comunicación entre ellos y el contador.

El siguiente aspecto a plantearse es ¿qué tipo de comunicación? Decíamos en la introducción que un contexto de las REI es la migración de técnicos e inversores del mundo de Internet al sector energético. Es fácil dar por sentado que habrá toda esa comunicación y posiblemente la tendencia será a proponer Internet como herramienta. Sin embargo debemos pensar que no es habitual tener conectados a Internet más equipos que el ordenador o la televisión, que el servicio es muy deficiente en muchas zonas y que podríamos correr el riesgo de que si hay un problema en el acceso a Internet nos quedemos sin suministro eléctrico o sin un correcto funcionamiento de los consumos de nuestra casa. Un criterio básico debe ser que si falla la comunicación (es decir, si falla la "inteligencia" de la red), el sistema eléctrico funcione, como mínimo, tan bien como antes de implantar la REI.

Otras posibilidades de comunicación son utilizar una línea independiente (con cable o inalámbrica) o utilizar la propia línea eléctrica para dichas comunicaciones. Esta segunda forma ha sido habitual en la detección de faltas en líneas eléctricas. Asimismo, durante una temporada se estuvo investigando la posibilidad de dar suministro de Internet mediante la red eléctrica, pero se abandonó, por ser un servicio de menor calidad que el ADSL (mayor ruido y menor ancho de banda)

Por supuesto, el sistema de comunicación entre el contador y la empresa eléctrica no tiene por qué ser el mismo que el sistema entre el contador y los elementos de consumo.

Insisto: El diseño debe ser tal que si la inteligencia de la REI falla, el suministro eléctrico funcione, como mínimo, tan bien como antes de la introducción de la REI.

Anterior. Capítulo 5: Nivel global

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6 comentarios

Colomer -

Pego un cometario interesante de un articulo de la wired ( http://blog.wired.com/business/2009/04/china-and-russi.html )
" The grid is going to introduce a huge host of unknowns, primarily with the roll-out of wireless, networked smart meters able to monitor and control appliances, and to talk to utilities and to one another over their own protocols and through an IP-based standard. These meters will likely be built from off-the-shelf components, and will be vulnerable to compromise. One fear, for example, is a hacker setting a meter to tell the utility that it needs more power, and also telling other meters to say the same. Or a hacked network could turn on every air conditioner in a city at the same time. Too many power requests, real or fake, could trip a shutdown at a utility, and then lead to a "cascade" of shutdowns at other utilities, such as caused the 2003 blackout. "

Maki -

Alex está trabajando en algo asín: http://alexgirard.com/2009/03/05/powermeter-more-info.html

indarki -

> tal vez sería mejor llamarlas redes eléctricas optimizadas o usar algún término similar

A mí no me termina de gustar el nombre de "inteligentes" (por eso de que presupone que lo anterior no lo eran) y me gusta más tu propuesta. Pero es una cuestión de nombre y no lo he puesto yo... ya viene dado.

> todo lo que se transmita SI debería servir para optimizar la red

Una compañía eléctrica escasamente puede mejorar la red eléctrica con la información desglosada sobre tu consumo y para darte un suministro adecuado, no necesita recibir ningún ping por una red de comunicaciones cada vez que enciendes o apagas un electrodoméstico. En ese sentido digo que no toda información comunicada sirve para hacer la red más inteligente.

Se convierte en inteligente si, al detectar un exceso de generación en una zona, da el ping adecuado para que una serie de almacenamientos distribuidos (algunos sugieren los vehículos eléctricos/híbridos enchufables) se carguen o si hay un pico de consumo, se descarguen.

Tener monitorizado los consumos de tu casa puede servir para que actúes en ellos y los reduzcas... o no. Porque puede ser que no haya nada que hacer. Sí que es cierto, que si no los conoces, lo más probable es que no hagas nada.

Por lo demás, gracias por el comentario y los enlaces; los echaré un vistazo.
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Colomer -

-> ¿realmente todo lo que se transmite servirá para que la red sea más inteligente?
Es que eso de la inteligencia es un termino demasiado abstracto...

Partamos de la base que tu mismo expones en el capítulo 1 de las REI y es que el objetivo de estas es el de incluir a las energías renovables cuya producción es variable y en cierto punto impredecible y mejorar la eficiencia global de la red eléctrica.
Por eso, tal vez sería mejor llamarlas redes eléctricas optimizadas o usar algún término similar.

Respecto a lo que se transmite, habría que distinguir dos tipos distintos de datos transmisibles, los metadatos de la propia red y los ajenos a ella tales como internet u otro tipo de aplicaciones.
Quedandonos en los metadatos de la red ( los otros no nos interesan aqui ), todo lo que se transmita SI debería servir para optimizar la red. Estos datos deberían tener tres funciones básicas, incentivar/desincentivar el consumo de los usuarios por medio de tarifas dinámicas adaptadas a lo que nos ofrecen las renovables en cada momento, comunicación con los grandes consumidores a los cuales podemos "desenchufar" en caso de necesidad y alertar a todos los usuarios de la red ante problemas que pueda tener esta misma para que los usuarios puedan protegerse.

Efectivamente, el hecho de que se transmitan metadatos no implica que se vaya a mejorar nada si no hay nadie que "escuche", y ahí es cuando puede venir el primer problema, el de la pescadilla que se muerde la cola. Si soy REE, para que voy a gastarme dinero en unas infraestructuras que no sirven de nada pq no hay nadie que escucha? y si nadie "dice" nada, como usuario, para que voy a complicarme la vida con un termo que podría hacer maravillas si tuviera una información que no se emite?
Al final, esto funcionará desde arriba hasta abajo, los grandes consumidores, sí recibiran información pues tendran la capacidad de invertir en sistemas de predicción y control, y a medida que se generaliza la tecnología, el consumidor no necesitará ser tan grande para recibirla y poder hacer uso de ella.

Por si tienes curiosidad, te he enviado un mail con un circuito integrado que es un modem por la red eléctrica más microcontrolador, y despues me he dado cuenta que hay un enlace disponible, que es este http://www.sagitron.net/index.php?option=com_content&task=view&id=936&Itemid=42
el integrado ese, a bote pronto, no valdrá más de 5 o 6 euros, para pedidos de 500 uds como mucho, para quien vende miles de neveras o de termos el precio puede ser muy inferior, y sin embargo, con un bichito de esos, la mayor parte de las cosas de las que estamos hablando se pueden conseguir.

Por otra parte, la semana pasada hablaban en la wired de estos temas, te adjunto el enlace por si te interesa http://www.wired.com/science/discoveries/magazine/17-04/gp_efficiency

indarki -

> "inteligencia" ( como tu la llamas y que me parece un término bastante inadecuado ) de la red.

Utilizo el término "Inteligente" para referirme a las Redes porque es así como se las ha bautizado. Coincido contigo en que no me gusta demasiado, probablemente porque asume que lo que tenemos ahora es "tonto"... y podrá mejorarse, pero está lejos de ser "tonto".

Por otro lado, me gustaría insistir en que lo que se pretende comunicar es información u órdenes de control... ¿realmente todo lo que se transmite servirá para que la red sea más inteligente?

La sóla comunicación no supone, por sí misma, la inteligencia, si no lo que hacemos con la información que comunicamos.

Gracias por tu explicación sobre la tecnología de internet vía red eléctrica: no conozco sus detalles.

Colomer -

El suministro de Internet via la red eléctrica se ha abandonado en España pero no solo es posible sino que es una realidad en diversos paises tales como Japón.
Como anecdota comentar que el lider en ese tipo de tecnología es una empresa española, DS2, participada por Endesa y que se consituyó cuando las eléctricas españolas pensaron en implantar esa tecnología en España y que ahora exporta prácticamente el 100% de su producción.
Una cosa es que la calidad de la red no sea la adecuada para transmitir a la velocidad requerida para internet y otra muy diferente es que no sea válida para la transmisión de la "inteligencia" ( como tu la llamas y que me parece un término bastante inadecuado ) de la red.
Los datos a transmitir para optimizar la red son del orden de varios bytes por segundo, lo cual es insignificante para el estado de la tecnologia actual. Cuanta menor es la velocidad de transmisión de datos, mayor es el ruido admisible y con esa velocidad, ya puedes meterle ruido a la red que se va a recibir bien. Otra peculiaridad es que la asimetría de la transmisión de datos podría ser mayor en este caso que en el de internet, siendo REE o la empresa suministradora la que aportaría la mayor parte de la información y no siendo necesaria que esta recibiera en la mayor parte de los casos respuesta de los consumidores o ni siquiera un ACK ( reconocimiento de recepción adecuada ).
Si dotamos de inteligencia a la red es para que esta funcione mejor, tal como has apuntado en otro apartado, optimizando el uso de las tecnologías renovables entre otras cosas. Es por ello evidente que si fallasen los sistemas REI, la red funcionaría peor. No se puede pedir que funcione igual de bien ( pq si no, no tiene sentido implantarlas ) sino que se debe dotar a la red de mecanismos suficientes como para que esta no se caiga en caso de que esto ocurra, por ejemplo mediante desconexión controlada de consumidores y aislamiento de defectos.
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