Comunications Network in Smart Grid

Resentildea Bibliograacutefica Review

Redes de Comunicacioacuten en Smart Grid

Esteban Mauricio Inga Ortega1

Resumen

Las Redes de Comunicacioacuten sobre Smart Grid enconjunto con una metodologiacutea de gestioacuten apropiadapueden aportar opciones que busquen ofertar serviciosadicionales a los consumidores del suministro eleacutectri-co en ese aspecto el presente documento hace refe-rencia a la importancia del consumidor es decir alcliente mismo del suministro eleacutectrico dentro de lapropuesta de una Red Eleacutectrica Inteligente Ante estose advierte la necesidad de buscar la mayor eficiencia yfiabilidad de la red eleacutectrica en general y existen prop-uestas para lograrlo ya sea en la etapa de generacioacutende transmisioacuten o de distribucioacuten pero la mayoriacutea delos proyectos iniciales se concentran en la etapa dedistribucioacuten lugar donde se generan diferentes tiposde peacuterdidas de energiacutea Los proyectos iniciales se im-plementan tambieacuten para disminuir el porcentaje deapagones por lo que se ha trabajado en la autom-atizacioacuten de las sub-estaciones colocando equipos deuacuteltima tecnologiacutea como IEDrsquos - Dispositivos Electroacuteni-cos Inteligentes para los sistemas de protecciones queen conjunto con el empleo de protocolos de comunica-cioacuten son aplicados para realizar cortes y reconexionesaacutegiles y confiables del suministro eleacutectrico La etapaque se conoce como AMI (Infraestructura de MedidaAvanzada) donde los diferentes estudios e investiga-ciones han centrado su intereacutes ya sea por las entidadesgubernamentales o privadas dejan en segundo planoestudios para mejorar o dotar de servicios adicionalesa la etapa final o cliente

Palabras clave Smart Grid Smart Metering (Medi-cioacuten inteligente) HAN (Red de aacuterea domeacutestica) Efi-ciencia Energeacutetica Calidad de la Energiacutea

Abstract

A Communication Networks based upon Smart Gridin conjunction with an appropriate managementmethodology could contribute to options that look in-to the provision of additional services to consumers ofelectricity In this respect the following paper makesreference to the importance of the consumer as a clientin itself in regards to electrical supply within theproposal of a grid In view of this it is paramountto search for the best efficiency and reliability of theelectrical network in general- and proposals alreadyexist to do so whether it be at the stage of genera-tion transmission or distribution However the initialprojects in the majority of cases only concentrate onthe distribution stage where many types of energylosses are generated The initial projects are imple-mented as well to reduce the percentage of power cutsthat is why work has been done on the automationof substations placing equipment of the latest tech-nology such as IEDrsquos - Intelligent Electronic Devicesfor protective systems along with the application ofcommunication protocols which are applied to powercuts to enable fast and reliable reconnections of pow-er supply The stage that is known as AMI (AdvancedMeasurement Infrastructure) where research and dif-ferent studies have mostly focused their attention - beit due to governmental or private entities - disregardsthe improvement and provision of additional servicesto the final stage - which is the customer

Keywords Smart Grid Smart Metering HAN(Home Area Network) Eficient Energy Power Quali-ty

1Ingeniero Eleacutectrico Master en Educacioacuten Director de carrera de Ingenieriacutea Electroacutenica de la UniversidadPoliteacutecnica Salesiana sede Quito Estudiante de Doctorado en Ingenieriacutea de Proyectos de la UniversidadTecnoloacutegica de Panama Autor para correspondencia eingaupseduec

Recibido 15 ndash Marzo ndash 2012 Aprobado tras revisioacuten 22 ndash Mayo ndash 2012Forma sugerida de citacioacuten Inga E (2012) ldquoRedes de Comunicacioacuten en Smart Gridrdquo INGENIUS N7 (enerojunio)pp 35-54 ISSN 1390-650X

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Inga E Redes de Comunicacioacuten en Smart Grid 37

1 Introduccioacuten

En la actualidad varias empresas de generacioacuteny distribucioacuten se preguntan coacutemo lograr unamayor eficiencia para el consumo de la ener-giacutea reducir las peacuterdidas que por diferentescausas provocan sustanciales desniveles eco-noacutemicos aumentan la demanda de potenciacon el consecuente impacto ambiental que estoacarrea En distribucioacuten el objetivo de la re-duccioacuten de peacuterdidas se ejecuta mediante unagestioacuten autoacutenoma que identifique y controle elverdadero consumo La eficiencia sobre el con-sumo permite realizar un anaacutelisis del mismo yasiacute entregar opciones de gestioacuten que coadyu-van y posibilitan la reduccioacuten del consumosin olvidar la optimizacioacuten en la infraestruc-tura de la red Es decir en conjunto ofrecenun mejor servicio al cliente otorgando lo queellos maacutes requieren como son ventajas com-erciales tarifas reducidas control y adminis-tracioacuten local de su verdadero estado

En el aacutembito del usuario se puede evitarlectura manual y permitir la eliminacioacuten derecibos por lecturas La tarificacioacuten flexible esuna oportunidad que brinda una red inteligen-te para optimizar el consumo de la energiacutea

Al mismo tiempo un Smart Grid pretendeque la operacioacuten en los sistemas tradicionalesde produccioacuten distribucioacuten generacioacuten y con-sumo energeacutetico reduzcan las interrupcionesen el servicio las mismas que al ser represen-tadas en costes resultan significativos por lasdiferentes actividades que dependen de esteinsumo

Con el aporte de varios campos cientiacuteficosy tecnoloacutegicos la red eleacutectrica se puede trans-formar en una red de alta interconectividaden la que converjan las tecnologiacuteas de la infor-macioacuten [1] las redes de comunicacioacuten indus-trial los sistemas inteligentes de medicioacuten las

fuentes de energiacutea renovable y la generacioacutendistribuida Este artiacuteculo pretende describirlas caracteriacutesticas principales de una red in-teligente los logros alcanzados y los retos quemotiven a la investigacioacuten y desarrollo cientiacute-fico en nuestro paiacutes dentro de ese campo

Con estos antecedentes podemos centrar nu-estro aporte en el cliente-consumidor quien seve limitado a realizar el pago de su planillasin disponer de una oferta de mayores servi-cios que el suministro eleacutectrico En un SmartGrid se plantea que la carga refleje tambieacuten lamejora y la eficiencia energeacutetica En muchaspropuestas se compara al Smart Grid con elInternet por ser gestionado en dos viacuteas da-do que circula la informacioacuten de forma bidi-reccional y porque estaacute conformado por di-ferentes nodos dispersos que se gestionan demanera eficiente a lo largo de todo el sistema

Se plantea que un Smart Grid ademaacutes doteal cliente de otros servicios como el control deelectrodomeacutesticos ahorro de energiacutea [2] re-duccioacuten de costes por el consumo del sumin-istro eleacutectrico para que el cliente vea de for-ma transparente el incremento de la fiabilidaden la lectura del suministro que pueda optarpor prepago del suministro eleacutectrico seguacuten loque el usuario crea necesario En resumen fa-cilitar al cliente herramientas que le ayudena decidir coacutemo y cuaacutendo consumir de formaresponsable el suministro eleacutectrico Es impor-tante entonces realizar estudios en Ingenieriacuteade Proyectos que mediante una metodologiacuteade gestioacuten [3] analicen un modelo nuevo dered de comunicacioacuten en busca de brindar ser-vicios adicionales al cliente ya sea en hogaresedificios [4] o industrias Al incluir al clientecomo parte activa del sistema eleacutectrico seguacutenSmart Grid se pretende ser constante en lapeticioacuten diaria del suministro eleacutectrico y conesto reducir los picos de la demanda

38 INGENIUS Nndash7 enerojunio de 2012

En el aspecto de atencioacuten por demanda sedebe tener en cuenta los siguientes aspectos

bull La disponibilidad de sistemas avanzadosque permitan gestionar la demanda

bull Por parte del operador accioacuten comercialsegmentada seguacuten perfiles de uso indivi-duales y calidad del servicio

bull Por parte del usuario concienciacioacuten ener-geacutetica y optimizacioacuten del patroacuten de con-sumo

bull La proliferacioacuten de dispositivos que in-corporen o permitan una gestioacuten inteli-gente del consumo de energiacutea y que ten-gan impacto en la generacioacuten teniendoen cuenta los siguientes factores

Uso en periacuteodos de baja tarifaModos econoacutemicos de funcionamien-

toRespuesta a nuevos usos (pej autos

eleacutectricos)Soporta nuevos modelos de gestioacuten

2 Generalidades

21 Infraestructura en general

Las redes eleacutectricas inteligentes podraacuten cam-biar su disentildeo y topologiacutea de acuerdo a losavances tecnoloacutegicos pero es importante cono-cer las caracteriacutesticas baacutesicas de una REI (RedEleacutectrica Inteligente - Smart Grid) [5]

22 GIS (Sistema de informacioacutengeograacutefica)[7]

La calidad de los datos que existe en el GISdebe ser excepcional dado que no es aceptabletener datos incorrectos en un sistema que con-trola automaacuteticamente el sistema de distribu-cioacuten eleacutectrica Los errores pueden ocasionar

Figura 1 Detalle de las Redes Eleacutectricas Inteligentes [6]

cortes de mayor tiempo o pero auacuten accidentesLas necesidades de datos para las operacionesde Smart Grid sugieren que se debe medir eltiempo que toma a un cambio en reflejarse enel GIS puesto que a medida que el tiempo au-menta tambieacuten lo hace el riego que algo salgamal Es necesario entonces que el GIS tengaactualizada la base de datos con el objeto detener una correlacioacuten exacta entre las instala-ciones del cliente y el sistema eleacutectrico por locual el GIS deberiacutea ser casi perfecto de todoel sistema eleacutectrico

23 AMI (Infraestructura de medicioacutenavanzada)

En el disentildeo de una red inteligente se preveacuteel uso de medidores digitales avanzados condos viacuteas de comunicacioacuten [8] que tengan lacapacidad de conectar y desconectar serviciosa distancia registrar formas de onda vigilarla tensioacuten y la corriente Estos deberaacuten susti-tuir a los medidores actuales en el mismo lu-gar para no modificar el disentildeo en grandesdimensiones Este tipo de medidores puedentener datos a disposicioacuten de los centros de


operacioacuten y planificacioacuten con la finalidad delograr una mayor fiabilidad y utilizacioacuten derecursos (Liacuteneas transformadores) De igualmanera ofrecen lecturas de tiempo real dan-do la posibilidad de equiparar los patrones dedistribucioacuten de carga en el sistema

24 OMS (Sistema de gestioacuten de cortes)

En esta etapa de un Smart Grid se pretendeidentificar y restaurar cortes de energiacutea de man-era aacutegil y eficiente Un OMS puede servir nosolamente como una herramienta para los ser-vicios puacuteblicos del departamento de operacio-nes sino como una herramienta de servicio alcliente de planificacioacuten de gestioacuten de activosuna herramienta a traveacutes de la cual los depar-tamentos de ingenieriacutea y asuntos regulatoriospueden encontrar informacioacuten recopilada ensu base de datos

25 SCADA (Sistema de adquisicioacutensupervisioacuten y control de datos)

En este concepto se puede advertir la existen-cia de un HMI (Human Machine Interface -Interfaz Hombre Maacutequina) bajo un softwaredisentildeado e instalado sobre un servidor para elcontrol de produccioacuten mismo que puede dotarde comunicacioacuten con dispositivos de campo(autoacutematas) controlando el proceso de formaautomaacutetica desde la pantalla de monitoriza-cioacuten Este sistema provee de toda la informa-cioacuten que se genera en el proceso productivo adiversos usuarios esto se pueda dotar de in-formacioacuten a diferentes niveles del sistema co-mo supervisioacuten control de calidad control deproduccioacuten almacenamiento de datos En re-sumen el SCADA contiene diversas solucionespara captura de informacioacuten de un procesoo planta no necesariamente industrial lo quepermite realizar anaacutelisis en tiempo real o estu-dios posteriores y asiacute obtener indicadores que

permitan retroalimentar sobre un proceso uoperacioacuten

26 DMS (Sistema de distribucioacuten degestioacuten)

La plataforma de gestioacuten energeacutetica integradase desarrollaraacute con funciones avanzadas parahogares es decir la gestioacuten de la energiacutea porlos consumidores y asiacute mejorar las operacionesde los sistemas de distribucioacuten por sus utili-tarios Esta plataforma se integraraacute al AMI(Advanced Metering Infrastructure) como unportal a un hogar para que entregue la res-puesta de la demanda la automatizacioacuten delhogar para la conservacioacuten de la energiacutea oacutep-timo despacho de la generacioacuten distribuida elalmacenamiento carga en el sistema de dis-tribucioacuten y los controles para que el sistemade distribucioacuten de una entidad de despachopermita colaborar con otras entidades en lacarga de la red

La gestioacuten de energiacutea de este tipo permi-tiraacute a los consumidores entre otros serviciostomar el control automatizacioacuten de la ener-giacutea praacutecticas de conservacioacuten y respuesta ala demanda sobre la base de sus preferenciaspersonales

La domoacutetica por ejemplo se basa en SmartMeter y productos ecoDashboard de GeneralElectric El Smart Meter puede usar una redZigBee que se encargaraacute de comunicar a losaparatos domeacutesticos y el tablero de instru-mentos tendraacute automatizados los controles desus operaciones Ademaacutes esta plataforma ofre-ceraacute servicios auxiliares para el servicio puacutebli-co local como rotacioacuten de la reserva la regu-lacioacuten de carga (load-following regulation) eintermitencia por la gestioacuten de la energiacutea eoacuteli-ca y solar


27 DA (Automatizacioacuten de distribu-cioacuten)

Esta etapa se encarga de la supervisioacuten elcontrol y las funciones de comunicacioacuten situ-ados en el alimentador dentro del disentildeo seencuentra en las aacutereas de proteccioacuten y de con-mutacioacuten (suelen estar en el mismo dispositi-vo)

Los dispositivos de eacutesta etapa pueden in-terrumpir la corriente de falla monitorear lascorrientes y voltajes comunicarse con otrosdispositivos similares y ser auto configurablesel sistema tiene la finalidad de restaurar elservicio a los clientes la capacidad en flexi-bilidad y rapidez para reconfigurar la red dealimentadores adicionalmente se requiere quela distribucioacuten de los componentes tenga lacapacidad suficiente para aceptar la transfer-encia y ademaacutes requiere del sistema de pro-teccioacuten para aislar la falla en la topologiacutea re-conectada Es decir que una red eleacutectrica inte-ligente [9] a maacutes de conectar a los clientes deuna subestacioacuten con bajo costo permite unaalimentacioacuten raacutepida y flexiblemente reconfig-urada

Entonces en el futuro se puede disentildear sis-temas de distribucioacuten en una red con conex-ioacuten a muacuteltiples etapas de distribucioacuten la mis-ma que estariacutea conectada a muacuteltiples subesta-ciones el punto importante estaacute en los alimen-tadores de la red que permita un sistema inter-conectado de alimentadores Puede ser un in-conveniente si en el sistema de distribucioacuten ac-tual se coordina los dispositivos de proteccioacutenya que en un smart grid la topologiacutea permiti-da es flexible es decir se tendraacute que planificaradecuadamente para lograr una coordinacioacutencorrecta para una variedad de configuracionesposibles

3 Smart grid

Generar una metodologiacutea de trabajo sobre labase de los conceptos teoacutericos ya conocidospara facilitar el incremento de la eficienciaenergeacutetica asiacute como su confiabilidad oferta-dos y centralizados en el cliente es lo que senecesita investigar en la actualidad Las mo-tivaciones para optar por un proyecto de estetipo seraacute el intereacutes sobre la etapa maacutes impor-tante de un Smart Grid que es el consumidorfinal y de la misma manera que una operadorade telefoniacutea celular oferta servicios pos-ventahacerlo con el suministro eleacutectrico de tal man-era que se genere un Smart Grid pensandotambieacuten en cliente-consumidor

Sin duda alguna que el impacto social deestas soluciones genera expectativas positivasen gran magnitud para las empresas de dis-tribucioacuten y su relevancia estaraacute justificada cu-ando se pretenda eliminar los diferentes sub-sidios al suministro eleacutectrico como sucede eneste momento en nuestro paiacutes Ecuador Losdatos seraacuten analizados desde la perspectivade las facilidades que puedan brindar las di-ferentes arquitecturas de los protocolos de co-municacioacuten y los conceptos para formar redesde aacuterea para hogares edificios e industria asiacutecomo el anaacutelisis de la velocidad coberturaadaptabilidad compatibilidad con el sumin-istro eleacutectrico

El anaacutelisis de las diferentes arquitecturasde los protocolos de comunicacioacuten planteadospara la implementacioacuten en Smart Grid debebuscar el disentildeo de una nueva red de comu-nicacioacuten que colabore a gestar servicios adi-cionales al cliente

Si en estos momentos se decidiera eliminaral subsidio simplemente como poliacutetica de es-tado esto solo se veriacutea reflejado en el valor de


la planilla sin tener servicios adicionales quepor lo menos coadyuven al cliente a ser con-sciente que recibe un valor agregado de partede la empresa distribuidora es decir un mejorservicio que ademaacutes le ayude a ser eficientecon su consumo u ofertas adicionales que elestado local le entregue como confiabilidad delsistema

Es importante introducir al cliente comple-tamente en el modelo del Smart Grid paraque la solucioacuten sea bidireccional Entre los re-sultados se espera que los diferentes modelosde comunicacioacuten se adhieran al modelo SmartGrid con la finalidad de ofertar servicios adi-cionales a los clientes del suministro eleacutectri-co estos resultados se podraacuten adjuntar a laspropuestas de los mapas de ruta que se los uti-liza para implementar Smart Grid el modelode red podraacute acompantildear a la etapa AMI (In-fraestructura de Medida Avanzada) sobre unared eleacutectrica inteligente para la resolucioacuten delas diferentes necesidades urgentes de la gen-eracioacuten eleacutectrica

El nuevo concepto de la Ingenieriacutea Eleacutectri-ca considera que se necesita de las TIC paraavanzar en el proceso que busca eficiencia yconfiabilidad de la energiacutea eleacutectrica esto ayu-daraacute en parte a disminuir el impacto ambien-tal y la reduccioacuten CO2 por lo que se analizala posibilidad de enlazar nuevas competenciasal perfil de los profesionales asociados y quese desprenden de los procesos de generacioacutentransmisioacuten distribucioacuten y consumo del recur-so eleacutectrico al mismo tiempo la inclusioacuten deenergiacuteas limpias como solar y eoacutelica que nece-sitan tener la opcioacuten de comunicacioacuten en dosviacuteas es decir se sigue manejando el conceptode bidireccionalidad de nuestra red ejemplocomo lo es ldquoel internetrdquo

De esta forma se puede distribuir desde la

carga otro tipo de generacioacuten eleacutectrica comofuentes limpias dentro del modelo de SmartGrid permitiendo tener un concepto circularque retorna a las diferentes etapas antes men-cionadas que el cliente generoacute y mediante po-liacuteticas de estado poder incentivar este tipo degeneracioacuten por ejemplo otorgando un costesuperior por producir energiacuteas limpias de for-ma domeacutestica (hogar-edificio-industria) el usu-ario puede desvincular de su planilla de con-sumo el valor de generacioacuten y asiacute solo pagar elexcedente por el consumo de la red eleacutectricaconvencional esto facilita control monitoreore-distribucioacuten del recurso energeacutetico limpiode igual manera se debe tomar en cuenta queno todas las redes existentes de comunicacioacutentienen los mismos requerimientos teacutecnicos yque no todas las tecnologiacuteas son apropiadaspara todos los usos razoacuten importante para elrespectivo anaacutelisis e investigacioacuten

Las redes eleacutectricas inteligentes pueden de-notar la formacioacuten o coexistencia de dos redesa traveacutes de su automatizacioacuten e interconexioacutenen la que los productores o suministradores deenergiacutea y los consumidores se interconectanentre dos redes es decir se implementa unared bidireccional de informacioacuten anaacuteloga a lade la electricidad ofreciendo informacioacuten inte-gra con la finalidad de optimizar y agilitar latoma de decisiones en los procesos de gestioacutende la red eleacutectrica

Dentro de los cuestionamientos para hacereficiente el suministro eleacutectrico podemos citarlos siguientes

bull Cambio Climaacutetico

bull El coste de combustibles foacutesiles usadospara satisfacer la demanda

bull Peacuterdidas en la red eleacutectrica

A maacutes de estos puntos tratados desde un


Smart Grid se adhieren las necesidades de im-pacto econoacutemico que generan los cortes deenergiacutea por la falta de fiabilidad dichos apa-gones no son muchas veces identificados has-ta que el usuario levanta un reclamo y a ni-vel mundial usuarios que generan servicios amuacuteltiples clientes entre los que estaacuten

bull Comunicaciones Moacuteviles

bull Compra y venta telefoacutenica

bull Reservaciones de servicios aeroportuarios

bull Manufactura

bull Operaciones bancarias en liacutenea

bull Transacciones varias

Impactos que pueden ser mitigados desdela perspectiva de una red eleacutectrica inteligen-te sin descartar que por cada kilovatio se re-quiere en algunos paiacuteses se quema maacutes carboacuteny petroacuteleo aumentando la emisioacuten de los gasesde efecto invernadero pero todos los desper-fectos de la red en su mayoriacutea repercute deforma directa en la planilla que paga el con-sumidor final La planilla del consumidor seve afectada cuando existen los famosos picosde demanda para esto actuacutean plantas emer-gentes con el fin de satisfacer la demandaplantas que muchas de ellas usan combustiblefoacutesiles

Una de la etapas del Smart Grid que seplantea como AMI tiene la capacidad de de-tectar problemas en el sistema permitiendogestionar la demanda y por ende una operacioacutenmaacutes eficiente pero desde el punto de vista delas empresas distribuidoras estos aspectos re-sultan importantes ya que proporcionaran in-formacioacuten casi en tiempo real al consumidory le permitiraacuten planificar el consumo ya seapor el usuario o por la empresa eleacutectrica dedistribucioacuten

Es entonces importante por ejemplo cono-cer de parte del cliente en tiempo real el costede la energiacutea para que en los tiempos de mayordemanda se pueda elegir de parte del consu-midor si se debe acceder a tal o cual equipo electrodomeacutestico esto permitiriacutea una reduc-cioacuten en la planilla si existe planificacioacuten re-sponsable

Los primeros bocetos del Smart Grid plan-tean adicional al modelo inicial a las microre-des de fuentes de energiacutea limpia las mismasque se situacutean de forma alejada a las diferen-tes subestaciones tradicionales pero es impor-tante que se las gestione desde el mismo mo-delo ya que en muchos casos puede ser gener-ada desde el consumidor final del suministroeleacutectrico aunque pueden existir plantas quepertenecen al sector puacuteblico-gubernamentalLa inclusioacuten de las energiacuteas limpias dependende la situacioacuten climatoloacutegica [10] y si no setiene control en aspectos como de donde segenera cuando y cuanto lo genera es decir sino existe comunicacioacuten con el ente regulato-rio seriacutea un trabajo infructuoso y costo pormantenimiento gestioacuten y control

Un modelo de red de comunicacioacuten que per-mita gestionar estos consumos y el resto degeneradores de forma eficiente es lo que senecesita convirtiendo en este caso al usuariotradicional en fuente y suministro de energiacutea

Entonces lo importante es satisfacer las ne-cesidades de los clientes a maacutes de dotar deservicios pos-venta todo esto enmarcado des-de los conceptos y metodologiacuteas para ser im-plementados por empresas distribuidoras re-alidad propia de Ecuador para esto se deberaacuteasumir los cambios y el crecimiento de la cien-cia y la tecnologiacutea como son las TIC las mis-mas que seraacuten aplicadas de forma integral yglobal al problema mencionado


Existe impacto social sin duda alguna yaque dentro de los diferentes foros avances ypruebas de Smart Grid se advierte que podriacuteaser invasiva al plantear que se requiere de unaconexioacuten directa con todos los clientes finalespara lograr comprobar el estado de sus liacuteneasconsumos y suministros con el fin de actuarantes del aviso de los fallos

Ademaacutes es importante analizar desde elpunto de vista de la empresas distribuidorasya que su negocio es vender el recurso energeacute-tico y al ser maacutes eficiente el sistema podriacuteadisminuir su venta por tal razoacuten se ofertariacuteaun nuevo plan de negocio que involucra servi-cios adicionales denominados pos-venta y bajoel anaacutelisis de los estaacutendares de comunicacioacutenlograr la interoperabilidad con electrodomeacutes-ticos equipos de calefaccioacuten aire y los futu-ros coches eleacutectricos etc A esto no se debedescartar reformas y normativas legales paraincentivar la eficiencia y regeneracioacuten de la in-fraestructura de la red eleacutectrica

En los actuales momentos las aplicacionesen Ecuador en relacioacuten a las diferentes etapasde automatizacioacuten avanzan paulatinamente deacuerdo a las necesidades del mapa de rutapor intentar llegar a un Smart Grid las eta-pas maacutes elaboradas son GIS y AMI siempre semaneja desde la etapa de distribucioacuten que porantildeos ha sido el punto donde existen mayoresdificultades Ha existido a maacutes de estos esfuer-zos propuesta de los entes regulatorios comoel CONELEC que plantea reformas y norma-tivas para generar la bidireccionalidad en elcaso de que un usuario genere energiacutea limpiay puede revertir el excedente del mismo Otroavance lo genera el Centro Nacional de Con-trol de Energiacutea que tiene en estos momentossu esfuerzo centrado a la implementacioacuten dePMUrsquos (Sincronofasores) para indicar la ten-sioacuten y corriente en los tramos necesarios con

un muestreo de 30 veces por segundo aprox-imadamente y aportaraacuten con informacioacuten ac-erca del reacutegimen permanente estos equiposaportaraacuten datos del reacutegimen transitorio de lared eleacutectrica como sobrecargas para tomar de-cisiones con un tiempo prudencial y asiacute evitarapagones

Todas son diferentes gestiones encaminadasa buscar confiabilidad en el sistema a estose adicionan los servicios que concienticen alusuario a ser eficiente con su consumo a es-tar contento por el servicio que recibe ofer-tas prepago incentivos por generar energiacutealimpia es decir un pliego de ofertas acorde ala tecnologiacutea existente

En estos momentos Ecuador es un paiacutes queha eliminado el subsidio al gas licuado de pe-troacuteleo para uso en edificios residenciales queusan un sistemas denominado gas centraliza-do poco seguro y confiable impacto a la saludpor los diferentes efecto toacutexicos de sus diferen-tes equipos que lo usan esta situacioacuten tieneimpacto social en las planillas mensuales porel uso del gas y si a esto se suma los costos deenergiacutea eleacutectrica agua teleacutefono fijo y moacutevil elcoste aumenta Una alternativa es implemen-tar energiacuteas limpias en estas edificaciones enlugar del uso del gas y en muchos lugares sepodriacutea vender el excedente de energiacutea pero lainterrogante es coacutemo se monitorea gestiona yautomatiza o coacutemo se reduce de la planilla elcosto por generacioacuten domeacutestica de energiacutea larespuesta es que sin el uso de las comunica-ciones no se podriacutea lograr

Ademaacutes con una metodologiacutea de gestioacuten deproyectos [11] de redes de comunicacioacuten pen-sado en el cliente ya sea que esteacute en hogaresedificaciones e industrias dotando de serviciosadicionales al recurso de la energiacutea eleacutectricaque brinda una empresa distribuidora el mo-


delo podraacute satisfacer a ambos puntos tantoa la etapa de distribucioacuten como al cliente de-nominado abonado estos nuevos conocimien-tos deberaacuten satisfacer las necesidades y ge-nerar nuevas investigaciones a la comunidadcientiacutefica este proyecto apoyaraacute al modelo te-oacuterico maacutes grande que es Smart Grid el gra-do de pertinencia pensado en el cliente funda-menta la necesidad del proyecto encaminadoa mejorar no solo el modelo de eficiencia yconfiabilidad energeacutetica sino a la comunidadcon un grado significativo de responsabilidadsobre el impacto ambiental

Esta estrategia puede ser la implantacioacuten oadopcioacuten de una metodologiacutea apropiada o eldesarrollo de una nueva de acuerdo al modelode Smart Grid los objetivos estaacuten centradosen el desarrollo de dicha estrategia asiacute comoel plan de implantacioacuten mediante un proyectopiloto que colabore a medir el eacutexito de la es-trategia aplicada el proceso de planificacioacutendel proyecto deberaacute entonces ser flexible con-tinuo y con retroalimentacioacuten en cada una desus etapas

La visioacuten general del modelo Smart Grides obtener una red eleacutectrica auto gestionabley equilibrada [12] la misma que puede admitircualquier fuente de energiacutea como carboacuten solviento y que transforma esta energiacutea para eluso de los consumidores en aplicaciones talescomo calor luz agua caliente todo esto con lamiacutenima inversioacuten del hombre permitiendo a lasociedad optimizar el uso de las diversas fuen-tes de energiacutea renovable y contribuir en la re-duccioacuten del impacto ambiental Ademaacutes dichared eleacutectrica inteligente permite la comunica-cioacuten en tiempo real entre el consumidor y lasempresas eleacutectricas optimizar la energiacutea con-sumida seguacuten criterios ambientales y desde elpunto de vista de su respectivo coste

La transicioacuten que ha generado el sector eleacutec-trico desde el siglo 19 pasando por la era delcarboacuten tomando a la aplicacioacuten con el objetivode electrificar a la sociedad luego en el siglo 20con una generacioacuten extensiva de energiacutea eleacutec-trica con la era de los combustibles foacutesiles enel siglo 21 con un concepto de la nueva elec-tricidad que han implicado cambios demograacute-ficos escasez de recursos cambio climaacuteticoestos son antecedentes que permiten imaginareste nuevo modelo o la denominada nueva erade la electricidad pensando como la fuentede energiacutea para todas las aplicaciones del diacuteaa diacutea obteniendo un sistema energeacutetico inte-grado En este particular se enmarca una gen-eracioacuten centralizada y descentralizada inteli-gente con el uso de TICrsquos y con un flujo deenergiacutea bidireccional adicionando fuentes deenergiacutea renovables como solar eoacutelica hidraacuteuli-ca biomasa geoteacutermica etc Este modelo secentra en incrementar las fuentes renovablescon gestioacuten de su red capaz y confiable paracolaborar en la reduccioacuten de emisiones dis-minuir el empleo de generadoras termoeleacutectri-cas incluir vehiacuteculos [13] eleacutectricos y buscarla eficiencia energeacutetica mediante una gestioacutende la demanda y facilitar la construccioacuten deedificios inteligentes

Desde las primeras experiencias de imple-mentacioacuten de redes eleacutectricas inteligentes sehan buscado obtener una mayor eficiencia delsistema eleacutectrico reducir el gasto energeacuteticodisminuyendo las peacuterdidas en la distribucioacutengeneracioacuten de energiacutea en gran parte buscan-do aportar al medio ambiente y al coste quegenera se han presentado varias alternativascomo poliacuteticas de cada paiacutes pero sin duda al-guna que la inversioacuten econoacutemica ha resulta-do un obstaacuteculo y una proyeccioacuten de medianoy largo plazo desde la realidad de Ecuadorse ha comenzado con la capacitacioacuten en los


sectores gubernamentales con las empresas dedistribucioacuten consejo de regulacioacuten centro decontrol de energiacutea y los colegios de ingenieroslos primeros pasos dados hasta el momentohan sido referentes a analizar diferentes prop-uestas internacionales como la hoja o mapa deruta que promueven ciertas particularidadesobviamente desde la propuesta de cada paiacutes yde acuerdo a su realidad del sistema eleacutectri-co Ademaacutes se ha empezado con la automa-tizacioacuten mediante el uso de IEDrsquos en las pro-tecciones de las subestaciones incluyendo co-mo valor agregado la posibilidad de realizarcortes y reconexiones de forma remota Se haincluido un sistema GIS georeferencial de cadasubestacioacuten y sub-etapa de distribucioacuten paralas ciudades principales esta es una alterna-tiva propia de cada empresa eleacutectrica puesen Ecuador tienen su participacioacuten accionar-ia en representacioacuten de los municipios localesde cada ciudad que llegan hasta un 56 y elresto obedece a control y regulacioacuten guberna-mental se ha tomado como liacutenea de base laexperiencia en el sistema GIS de una empre-sa eleacutectrica y el sistema de facturacioacuten de otraempresa con la finalidad de implementar en elrestante grupo de empresas distribuidoras Esdecir es una decisioacuten emergente en busca decrear un sistema estandarizado y homologadopor el ente regulatorio asiacute se podraacute obteneruna sola base de datos datos histoacutericos anaacuteli-sis de cargas entre otros En la actualidad enEcuador se hacen pruebas a nivel de transfor-madores antes y despueacutes para analizar dife-rentes tecnologiacuteas que colaboren a reducir laspeacuterdidas no teacutecnicas provenientes de usuariosde diferentes situaciones sociales con este sis-tema se tendriacutea el valor real de consumo delabonado (domeacutesticoindustrial) sin necesidadde enviar a un personal de lectura de medi-dores es decir son pequentildeas alternativas ais-

ladas que se presentan con trabajo multidisci-plinario entre ciertas empresas de distribucioacuteny la universidades

El corte y reconexioacuten del suministro has-ta el momento se lo realiza de forma manu-al y la lectura tiene errores y reclamos de losusuarios por no ser en tiempo real y confiableeste es uno de los temas de importancia yaque se necesita cambiar medidores inteligen-tes y proveer redes de comunicacioacuten para lle-var la informacioacuten desde los diferentes abona-dos hasta el centro de control y facturacioacutendel suministro eleacutectrico

Han sido varios los proyectos a nivel na-cional sudamericano europeo y norteameri-cano donde las comunicaciones dan el soportebaacutesico para que un Smart Grid pueda ser im-plementado pero existen varios inconvenientesen cada paiacutes y sobre todo en los que estaacutenen inicios de desarrollo como lo es Ecuadorlos planteamientos de los diferentes protoco-los presentan un abanico de opciones pero sinninguacuten sustento teacutecnico relacionado o una me-todologiacutea de gestioacuten sobre este tipo de proyec-tos que oriente de forma especiacutefica su empleoen redes eleacutectricas inteligentes en Ecuador sehicieron varias pruebas en BPLPLT para do-tar de servicios de internet con costos suma-mente elevados y por poliacuteticas del estado seeliminoacute esta competencia de las empresas dis-tribuidoras el costo fue elevado debido a quela red actual no tuvo visioacuten de futuro es aeacutereacon mucho ruido y propensa a hurtos y ma-nipulacioacuten por lo que este protocolo no tuvoeacutexito

Dentro de los servicios requeridos se encuen-tran aplicaciones uacutetiles como- Localizar interrupciones en el servicio- Sistemas automaacuteticos de medidas (remotos)- Sistemas de control supervisado y adquisi-


cioacuten de datos (SCADA)- Fallas en alimentadores de distribucioacuten- Eventos climaacuteticos en las liacuteneas de trans-misioacuten- Entrenamiento de equipo de mantenimientoe inspeccioacuten de alimentadores- Localizacioacuten de fallas en liacuteneas de transmisioacuten

Dentro de los casos reales de estudio estaacute elnorteamericano y las iniciativas de Europa- Smart Metering Medicioacuten Inteligente- Smart Cities Ciudades eficientes e inteligen-tes (Domoacutetica)- Grid Intelligence Gestioacuten Inteligente de Re-des y de los Sistemas Eleacutectricos

A partir de estos antecedentes se pude ad-vertir tres redes de comunicaciones necesariasdonde se pretende fundamentar el estudio ycolaborar con la sustentabilidad del modelosmart grid [8] entonces tenemos

bull Home Area Network

bull Building Area Network

bull Industrial Area Network

Se advierte que con la implantacioacuten de unared de distribucioacuten activa permitiraacute la crea-cioacuten de micro redes redes de baja tensioacuten confuentes de generacioacuten distribuida dispositivoslocales de almacenamiento y cargas contro-lables Las necesidades para gestionar servi-cios adicionales a los consumidores se basanen la asociacioacuten de las redes de comunicacioacutencon la etapa AMI asiacute estos clientes podraacutentener una gama de beneficios como el moni-toreo del uso de energiacutea economizar en fun-cioacuten del precio de la energiacutea pero la empresadistribuidora tendraacute acceso directo a la cargay asiacute podraacuten gestionar de forma eficiente lademanda Entre los avances de uso de redes

de comunicacioacuten para lograr otros servicios alconsumidor tenemos

WiMax- Utilizado para la conectividadde la uacuteltima milla Censado de la red eleacutectricaademaacutes puede ser utilizado para interconexioacutende medidores inteligentes

3G- Usado para censado remoto es decirutilizado para control y monitoreo

MPLS- Desarrollado para interconexioacutende redes de diferentes tecnologiacuteas

ZigBee- Ha estado desarrollando tecno-logiacutea para comunicacioacuten remota entre medi-dores incluye gas y agua Estaacute basada en elIEEE estaacutendar 802154 tiene una velocidadde 250 kbps su rango de transmisioacuten es lim-itado y debe ser combinado con tecnologiacuteasde comunicacioacuten de mayor rango como las delestaacutendar IEEE 80211

Home Plug- Esta tecnologiacutea incluye in-terconexioacuten con bombas de agua audio tele-visioacuten nevera iluminacioacuten vehiacuteculos eleacutectri-cos

WiFi [14] y 4G LTE- Tambieacuten son tec-nologiacuteas aplicadas para comunicaciones ina-laacutembricas pero pueden ser usadas para mejo-rar cobertura ancho de banda o velocidad yconseguir asiacute los datos desde cualquier dis-positivo electroacutenico es decir es usado paramedicioacuten inteligente Tambieacuten 4G LTE puedeser usado para control y monitoreo en alto ymedio voltaje conectividad con hogares [15]de sectores urbanos y para sectores rurales sepuede implementar WiMax ya que debido alempleo de altas frecuencias en 4G no es re-comendable En lo referente a BAN (BuildingArea Network) es posible asociar diferentestecnologiacuteas como son 80216 WiMAX 80211WiFi Fibra oacuteptica 802154zigbee todo conel intereacutes de dotar aplicaciones satisfactoriascomo


bull Seguridad en una red eleacutectrica inteligente

bull Privacidad

bull Medicioacuten Inteligente de Fraude

bull Ataques maliciosos

bull Compresioacuten de datos para evitar conges-tioacuten

Para esto es necesario conseguir la inter-operabilidad de las diferentes tecnologiacuteas decomunicacioacuten con sus respectivas interfacesdicha capa puede ser IPV6 Toda la tecnologiacuteaexistente puede sin problema abarcar de ex-tremo a extremo con la arquitectura de comu-nicaciones en una red eleacutectrica inteligente lasmismas que permitiraacuten dotar de servicios adi-cionales a los consumidores en conjunto consu metodologiacutea de gestioacuten de un proyecto paraaplicacioacuten a dichas redes

De acuerdo a estos antecedentes es impor-tante tener en cuenta que la planificacioacuten esfactor fundamental y a maacutes de tener los docu-mentos de planificacioacuten especiacuteficos referente alos insumos fiacutesicos y financieros el personallas cantidades los resultados fiacutesicos espera-dos se debe tener un anaacutelisis adecuado de losobjetivos grupos financieros y los factores ex-ternos que podraacuten determinar el resultado deun proyecto con eacutestas caracteriacutesticas

Seraacute importante tambieacuten entonces tener encuenta las poliacuteticas que se relacionan estrecha-mente al resultado del proyecto ya que bus-can responder a las necesidades de los con-sumidoresbeneficiarios propuestos Entoncesse podraacute plantear para este proyecto tres fas-es importantes como Fase de Inicio y Planifi-cacioacuten Fase de Ejecucioacuten y Control Fase decierre de Proyecto [16]

En el inicio y la planificacioacuten se dispondriacuteadel disentildeo del equipo de gestioacuten del proyecto

la creacioacuten del plan de proyecto orientacioacuten ypreparacioacuten de recursos aprobacioacuten del plande proyecto En la ejecucioacuten del proyecto es-taacute la relacioacuten entre la ejecucioacuten del plan delproyecto el seguimiento mismo del proyectorevisioacuten o control de cambios reporte de losdatos modificacioacuten del proyecto si es perti-nente y la etapa aceptacioacuten del proyecto Fi-nalmente dentro del cierre del proyecto es-taraacute la evaluacioacuten del proyecto con su cierrey transferencia de conocimientos a todas lasinstancias involucradas tanto en la etapa degeneracioacuten como en la etapa final-consumidor

Las etapas baacutesicas de un Smart grid se-guiraacuten siendo importante es necesario el usode medidores digitales avanzados automati-zacioacuten sistemas de comunicacioacuten y recursosenergeacuteticos distribuidos que integren varias tec-nologiacuteas

El concepto de eficiencia dentro de los siste-mas eleacutectricos deberaacuten evidenciar caracteriacutes-ticas como

Reduccioacuten de peacuterdidas de energiacutea

bull Peacuterdidas teacutecnicas en la red

bull Peacuterdidas comerciales por bajas de clienteso no facturacioacuten

Disminuir el coste de operacioacuten por red

bull Energiacutea no entregada

bull Elevado nuacutemero de operaciones de con-mutacioacuten

Disminuir el coste por desarrollo de lared

bull Elevada utilizacioacuten de las instalacionesde distribucioacuten

bull Retraso en inversiones

Mejora de la calidad de servicio


bull Regulacioacuten de tensioacuten en la liacutenea con in-terruptores en servicio

bull Regulacioacuten off-line auto curable y adap-table

bull Resiste ataques y disturbios

Mejora de Interactividad

bull Integrar datos y funciones

bull Interaccioacuten entre el mercado eleacutectrico ylos usuarios

En el aacuterea de la generacioacuten se deberaacuten con-tinuar con los avances sobre la base actualentre ellas tenemos

bull Generacioacuten distribuida a gran escala

bull Gestioacuten integral con mayores actores

ndash Generadores purosndash Generadores virtualesndash Generadoresalmacenadoresndash Almacenadores puros

bull Nuevas teacutecnicas de almacenamiento

ndash Aprovechamiento de energiacutea marginalproveniente de autos eleacutectricos

En transporte y distribucioacuten tambieacuten pode-mos proyectar opciones de cambio como

bull Incrementar nuevas tecnologiacuteas que per-mitan incrementar la capacidad de la redoptimizar la topologiacutea y reducir las peacuter-didas entre las que tenemos

ndash FACTS (Compensacioacuten de potenciareactiva en liacuteneas de transmisioacuten)

ndash Superconductores

El desarrollo basado en esos dispositivos semi-conductores primero establecioacute la tecnologiacuteade transmisioacuten DC a alto voltaje HVDC co-mo una alternativa para la transmisioacuten AC alargas distancias y eacutesta tecnologiacutea a su vezestablecioacute la base para el desarrollo de los sis-temas de transmisioacuten flexible en AC FACTSequipos que pueden ser usados para resolverlos problemas en sistemas de transmisioacuten ACLos controladores FACTS [17] son el resultadode una combinacioacuten de equipos convencionalesde compensacioacuten tecnologiacutea de punta en elec-troacutenica de potencia y de microelectroacutenica Es-tos aspectos sumados al uso de los avancesen el aacuterea de las comunicaciones industrialeshacen de los dispositivos FACTS equipos quecontribuyen a una operacioacuten oacuteptima de un Sis-tema Eleacutectrico de Potencia (SEP)

Asiacute tambieacuten existen otros sistemas que per-miten

bull Incremento en la sensorizacioacuten de las re-des y comunicaciones

ndash Mantenimiento preventivo CBM ygestioacuten de vida

ndash Monitorizacioacuten de cuellos de botellandash Supervisioacuten compartida de muacuteltiplesredes geograacuteficamente superpuestas

bull Sistemas expertos

ndash Apoyo en la toma de decisiones oacutep-timas

ndash Ajuste automaacutetico del sistema

bull Gestioacuten de nuevos usosdemanda- Bidi-reccional

bull Nuevas arquitecturas de red eleacutectrica quepermita obtener los beneficios asociadosa las nuevas tecnologiacuteas


Figura 2 Estructura baacutesica del sistema eleacutectrico actual(Canadaacute) [18]

Para llegar a una red eleacutectrica inteligentedeberemos tomar en cuenta ciertos paraacutemet-ros que en la actualidad ya tienen mucha pe-netracioacuten en el mercado eleacutectrico como

Telemedida Lectura de la energiacutea de maneraremota

bull Contador elemento pasivo de comunica-cioacuten unidireccional

bull Pocas necesidades de comunicacioacuten

Telegestioacuten (SmartMeter) Implica una revo-lucioacuten del equipo de medida y por supuestode la red

bull Contador puede ser leiacutedo y gestionado demanera remota

bull Altas necesidades de comunicacioacuten bidi-reccional

31 Criterios para implementar una redeleacutectrica inteligente

En los actuales momentos son muchos los plan-teamientos para acceder a la interdisciplinari-dad de las tecnologiacuteas pero sobre todo romperlas barreras

En esto se denota tres articulaciones Ope-raciones Inteligentes Medicioacuten Inteligente yRedes Inteligentes los mismos que se integranmediante un proceso de negocio Ademaacutes sedebe tener en cuenta aspectos econoacutemicos co-mo

bull Madurez tecnoloacutegica y riesgo de ldquofirst moverrdquo

ndash La falta de tecnologiacuteas estaacutendares ymaduras aumentan el riesgo de in-versioacuten ademaacutes estaacuten las escasaspruebas piloto de escala suficiente queno permiten que las estimaciones ysupuestos considerados no sean to-talmente fiables

bull rdquoBusiness caserdquo

ndash Los costes de inversioacuten y operacioacutenson todaviacutea elevados y por otra partelos beneficios que se pretenden con-seguir son difiacutecilmente cuantificables

bull Concienciacioacuten

ndash De parte de los reguladores enmarca-dos en los objetivos de fomento de lasenergiacuteas renovables eficiencia ener-geacutetica reduccioacuten de CO2 y la necesi-dad de aumentar la inversioacuten en lasredes eleacutectricas

bull Normativa de regulacioacuten

ndash En algunos casos impone limitacioneso barreras teacutecnicas y en otras no ge-nera incentivos suficientes para la in-versioacuten

bull Acceso a fuentes de financiacioacuten

ndash Con cambios repentinos en el modeloy el aumento de los riesgos de una ac-tividad regulada permiten el aumen-to de costes de financiacioacuten haciendomenos rentables las inversiones

32 El cambio cultural de empresas eleacutec-ticas y consumidores

Entre las proyecciones de las empresas eleacutec-tricas deberaacuten existir las interrogantes que enuna red eleacutectrica tan grande e inteligente debe


haber un constructor es decir un disentildeo delproyecto supervisioacuten y posterior construccioacutenEn estudios realizados se han demostrado queal desconectar los equipos de las fuentes depoder se pueden ahorrar un significativo valoren corriente y por ende en sus facturas men-suales pueden existir reducciones entre 5y 15 por cada hogar Se podriacutea deducir en-tonces que la causa para los grandes consumosde energiacutea se relaciona directamente a la tec-nologiacutea y sus posibles soluciones para ahorroenergeacutetico

El Smart Metering ingresa entonces en eacutes-ta planificacioacuten inteligente permitiendo a loshogares supervisar el uso de la energiacutea en-viando en tiempo real datos a sus proveedoresde energiacutea su inversioacuten seraacute costosa por latecnologiacutea necesaria en su desarrollo Las tec-nologiacuteas de energiacutea inteligente pueden ofrecerbeneficios excepcionales permitiendo comu-nicar a los proveedores y los clientes abrien-do el camino para ajustar el consumo a lascondiciones y los precios en tiempo real Estarespuesta a la demanda contra taca con el sis-tema tradicional en el que el suministro debecubrir la demanda

4 Proyectos generados en smartgrid

INTEGRIS

El Proyecto INTEGRIS INTelligent Electri-cal GRId Sensor communications (Comunica-ciones de Sensores para Redes Eleacutectricas In-teligentes) que tiene por objetivo disentildear ydesarrollar una infraestructura de telecomu-nicaciones robusta y flexible capaz de obte-ner y canalizar de forma eficiente y en tiem-po real toda la informacioacuten que requeriraacuten las

nuevas redes inteligentes de distribucioacuten eleacutec-trica Los proyectos orientados en eacutesta liacuteneapermitiraacute la ldquooacuteptima gestioacutenrdquo de la oferta yla demanda asiacute como la minimizacioacuten de laspeacuterdidas la mejora de la gestioacuten de activos yhacer maacutes sencilla la operacioacuten de la red

Las redes eleacutectricas las redes de sensores ylas redes de comunicaciones tienen maacutes puntosen comuacuten de lo que se cree La parte de co-municaciones del proyecto INTEGRIS se cen-tra en las SmartGrids y tiene por objetivo es-pecificar una plataforma integrada para la co-municacioacuten con independencia de la tecnolo-giacutea utilizada ldquoLas tecnologiacuteas en las que secentra este proyecto son Power Line Com-munications (PLC) Wireless [20] Sensor Net-works (WSN) y Radio Frequency IDentifiers(RFID)rdquo Esta plataforma proporcionaraacute re-dundancia a la red de comunicaciones PLCde una red eleacutectrica a traveacutes de WSN a lavez que aporta acceso a los sensores todo elloiacutentimamente relacionado con las SmartGridsOtro objetivo de esta plataforma es facilitarla gestioacuten de la red sin olvidar teacuterminos tanimportantes para la telemaacutetica como son laQoS el routing o la seguridad Los integrantesdel consorcio son Endesa La Salle TUTSchneider-electric CTI ILIGHT DS2 A2A eINDRA

EPRI IntelliGrid [21]

Tiene como objetivo crear una infraestructuraeleacutectrica de entrega de potencia en forma in-terdisciplinaria junto a las comunicaciones in-formaacutetica [22] y electroacutenica y asiacute satisfacer lasnecesidades de energiacutea de los antildeos veniderosy facilitar la transformacioacuten de la infraestruc-tura eleacutectrica proporcionando una mayor se-guridad alta calidad confiabilidad Su proyec-to ADA se caracteriza por tener sistemas de


Figura 3 Proyecto planteado por Integris [19]

distribucioacuten automatizados mediantessistemas flexibles operados a traveacutes de una ar-quitectura de sistemas de control y comuni-cacioacuten Este sistema mantiene los puntos es-peciacuteficos en mejora de la fiabilidad y la cali-dad de la energiacutea reduccioacuten de costes por fun-cionamiento reduccioacuten del tiempo de restau-racioacuten luego de un corte aumento de opcionesde servicio para el cliente integracioacuten de lageneracioacuten distribuida opciones de almace-namiento e integracioacuten de los clientes al sis-tema

GridWise Alliance

Proyecto lanzado por el Departamento deEnergiacutea DOE [24] US en alianza con EPRI- Intelligrid y Galvin Electricity Initiative elmismo estaacute centrado en una red moderna eninfraestructura en la distribucioacuten y sus opera-ciones que utiliza dos viacuteas de flujo de electri-cidad y de informacioacuten

En la actualidad empresas como GE se en-cargan de fabricar hardware y software parasmart meters (medidores inteligentes) empre-sa que ha ganado varios contratos con grandes

servicios Empresas PGampE instala 33 millonesde medidores inteligentes de GE en Califor-nia y American Electric Power plantea insta-lar inicialmente 200000 medidores inteligen-tes con una proyeccioacuten de 5 millones de usuar-ios para el antildeo 2015

Xcel estuvo implementando una versioacuten lim-itada del experimento con el que busca entreotras cosas evaluar la reaccioacuten de los usuar-ios medir la conservacioacuten de energiacutea y cuan-tificar los ahorros de costos Ha equipando un-os 10000 hogares con aparatos gratuitos quepueden controlar ciertos electrodomeacutesticos demanera remota Los clientes pueden visitar elportal de Internet de la empresa y establecermetas para el uso de energiacutea el usuario puedecancelar sus preferencias si asiacute lo desea

Telegestore (ENEL ITA 200-2005)

rdquoTelegestore oferta una lectura remota del con-sumo estructura multi-tarifa desconexioacuten re-mota monitoreo de la calidad del servicio de-teccioacuten de fraudes medicioacuten transmisioacuten dedatos concentradores de informacioacuten en cadasubestacioacuten de distribucioacuten sistema central-


Figura 4 Proyecto Epri IntelliGrid[23]

Figura 5 Proyecto GridWise Alliance + DOE [25]

izado para administracioacuten del procesordquo

AVANTI (Southern California - Edison2009 - 2012) [26]

Esta solucioacuten permite en su concepcioacuten ofer-tar una tecnologiacutea avanzada en circuitos dedistribucioacuten medidores inteligentes una in-fraestructura para recarga de vehiacuteculos eleacutec-tricos automatizacioacuten en distribucioacuten proce-sadores loacutegicos interruptores en vaciacuteo y restau-radores automaacuteticos para reducir el tiempo

para localizar y aislar fallas redes de fibra oacutep-tica para medicioacuten de temperatura en cablesy permitir optimizacioacuten de su capacidad deconduccioacuten utiliza tecnologiacutea de FACTS paracontrol flexible del suministro de potencia re-activa Ademaacutes posee proyectos demostrativospara incursionar en micro-redes en Bronsber-gen (Holanda) y trabaja en la buacutesqueda degarantizar el suministro y calidad de energiacuteaeleacutectrica para identificar problemas en la inte-gracioacuten de micro-redes con el sistema de dis-tribucioacuten Su capacidad instalada advierte


bull 108 casas con paneles solares

bull Bancos de bateriacuteas como almacenamien-to de energiacutea para demanda pico

bull Centro de despacho y equipo de medicioacutenpara control del intercambio de energiacuteaentre la micro-red y la red de distribu-cioacuten

5 Desafiacuteos de smart grid

Dentro de diferentes liacuteneas de investigacioacuten enredes eleacutectricas inteligentes podemos encon-trar puntos en comuacuten que permitiraacuten advertirciertos desafiacuteos que se deben aterrizar hastala realidad ecuatoriana entre ellos estaacuten

bull Asegurar que exista capacidad de trans-misioacuten para interconectar las fuentes deenergiacutea especialmente las renovables almismo tiempo que el impulso para su im-plementacioacuten

bull Dotar de servicios pos-venta dirigido alos clientes

bull Desarrollar conexiones eficientes para elmaacuteximo aprovechamiento de energiacutea so-lar eoacutelica geoteacutermica etc

bull Desarrollar arquitecturas descentralizadashabilitando sistemas de suministros deenergiacutea de menor magnitud con el fin deque operen con facilidad junto al restodel sistema

bull Crear una infraestructura de comunica-cioacuten para lograr la operacioacuten de toda elaacuterea y su manejo dinaacutemico en el mercadoeleacutectrico

bull Permitir que los consumidores participenactivamente en la operacioacuten del sistema

bull Permitir la generacioacuten demanda y uso deenergiacutea inteligente

bull Utilizar beneficios de almacenamiento deenergiacutea

bull Preparar el camino para el uso de vehiacutecu-los eleacutectricos prestando todas las como-didades a los consumidores (subsidios einstalaciones residenciales)

bull Asegurar el correcto uso de las centralesde generacioacuten

bull Considerar las limitaciones del sistemateniendo en cuenta el impacto ambiental

bull Proponer mejoras poliacuteticas y regulatoriassobre redes eleacutectricas inteligentes

La inversioacuten entonces pasa a tomar un puntocriacutetico para su aplicacioacuten debido a que la tec-nologiacutea podriacutea ser obsoleta entre 5 y 7 antildeos ylos costes estariacutean proyectados para una recu-peracioacuten aproximada de 30 antildeos

Este anaacutelisis financiero se podriacutea contrastarcon la eficiencia del sistema y si este signifi-ca ahorro El costo por interrupcioacuten es con-siderable en el usuario final referido a costos(comerciales e industriales) En la actualidadla empresa eleacutectrica dispone en sus inicios deautomatizacioacuten de las subestaciones colocan-do IEDrsquos proporcionando beneficios tales co-mo

bull Mejora de la calidad del servicio y la re-lacioacuten con el cliente respondiendo a lasinterrupciones con prontitud

bull Aumentan la capacidad del operador parasupervisar y controlar el sistema de ali-mentacioacuten en condiciones normales anor-males y de emergencia proporcionandolos datos en tiempo real confiable y ade-cuado

bull Aumenta la eficiencia del sistema de ali-mentacioacuten reduciendo las peacuterdidas


bull Ayuda a los equipos de mantenimientoy proteccioacuten ofreciendo registros maacutes fi-ables significativo y oportuno de los his-toacutericos de funcionamiento

bull Mejora el anaacutelisis y planificacioacuten del sis-tema de alimentacioacuten proporcionando unmayor acceso a los datos de las operacio-nes pasadas presentes y sus aplicaciones

Referencias

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1 Introduccioacuten

En la actualidad varias empresas de generacioacuteny distribucioacuten se preguntan coacutemo lograr unamayor eficiencia para el consumo de la ener-giacutea reducir las peacuterdidas que por diferentescausas provocan sustanciales desniveles eco-noacutemicos aumentan la demanda de potenciacon el consecuente impacto ambiental que estoacarrea En distribucioacuten el objetivo de la re-duccioacuten de peacuterdidas se ejecuta mediante unagestioacuten autoacutenoma que identifique y controle elverdadero consumo La eficiencia sobre el con-sumo permite realizar un anaacutelisis del mismo yasiacute entregar opciones de gestioacuten que coadyu-van y posibilitan la reduccioacuten del consumosin olvidar la optimizacioacuten en la infraestruc-tura de la red Es decir en conjunto ofrecenun mejor servicio al cliente otorgando lo queellos maacutes requieren como son ventajas com-erciales tarifas reducidas control y adminis-tracioacuten local de su verdadero estado

En el aacutembito del usuario se puede evitarlectura manual y permitir la eliminacioacuten derecibos por lecturas La tarificacioacuten flexible esuna oportunidad que brinda una red inteligen-te para optimizar el consumo de la energiacutea

Al mismo tiempo un Smart Grid pretendeque la operacioacuten en los sistemas tradicionalesde produccioacuten distribucioacuten generacioacuten y con-sumo energeacutetico reduzcan las interrupcionesen el servicio las mismas que al ser represen-tadas en costes resultan significativos por lasdiferentes actividades que dependen de esteinsumo

Con el aporte de varios campos cientiacuteficosy tecnoloacutegicos la red eleacutectrica se puede trans-formar en una red de alta interconectividaden la que converjan las tecnologiacuteas de la infor-macioacuten [1] las redes de comunicacioacuten indus-trial los sistemas inteligentes de medicioacuten las

fuentes de energiacutea renovable y la generacioacutendistribuida Este artiacuteculo pretende describirlas caracteriacutesticas principales de una red in-teligente los logros alcanzados y los retos quemotiven a la investigacioacuten y desarrollo cientiacute-fico en nuestro paiacutes dentro de ese campo

Con estos antecedentes podemos centrar nu-estro aporte en el cliente-consumidor quien seve limitado a realizar el pago de su planillasin disponer de una oferta de mayores servi-cios que el suministro eleacutectrico En un SmartGrid se plantea que la carga refleje tambieacuten lamejora y la eficiencia energeacutetica En muchaspropuestas se compara al Smart Grid con elInternet por ser gestionado en dos viacuteas da-do que circula la informacioacuten de forma bidi-reccional y porque estaacute conformado por di-ferentes nodos dispersos que se gestionan demanera eficiente a lo largo de todo el sistema

Se plantea que un Smart Grid ademaacutes doteal cliente de otros servicios como el control deelectrodomeacutesticos ahorro de energiacutea [2] re-duccioacuten de costes por el consumo del sumin-istro eleacutectrico para que el cliente vea de for-ma transparente el incremento de la fiabilidaden la lectura del suministro que pueda optarpor prepago del suministro eleacutectrico seguacuten loque el usuario crea necesario En resumen fa-cilitar al cliente herramientas que le ayudena decidir coacutemo y cuaacutendo consumir de formaresponsable el suministro eleacutectrico Es impor-tante entonces realizar estudios en Ingenieriacuteade Proyectos que mediante una metodologiacuteade gestioacuten [3] analicen un modelo nuevo dered de comunicacioacuten en busca de brindar ser-vicios adicionales al cliente ya sea en hogaresedificios [4] o industrias Al incluir al clientecomo parte activa del sistema eleacutectrico seguacutenSmart Grid se pretende ser constante en lapeticioacuten diaria del suministro eleacutectrico y conesto reducir los picos de la demanda










2 Generalidades

























3 Smart grid






















bull Manufactura














































bull Privacidad












































































INTEGRIS









GridWise Alliance








































Referencias







































2 Generalidades

























3 Smart grid






















bull Manufactura














































bull Privacidad












































































INTEGRIS









GridWise Alliance








































Referencias














































3 Smart grid






















bull Manufactura














































bull Privacidad












































































INTEGRIS









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Referencias















































bull Manufactura














































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Comunications Network in Smart Grid

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