Monitorización de la red de gestión eléctrica

Descripción:

El objetivo principal:

El proyecto tiene como objetivo determinar, en tiempo real, el estado operativo de los distintos elementos de la red eléctrica desplegada de medio voltaje, para conocer su estado en todo momento.

Acerca del cliente:

Nuestro cliente en este proyecto es líder europeo en la fabricación, desarrollo y gestión de equipamiento eléctrico para redes de media y alta tensión, que además, tiene presencia en otros mercados internacionales como el latinoamericano, africano y asiático.

Su propósito es desarrollar equipamiento para las redes de distribución eléctrica que mejore la eficiencia energética, optimicen su protección frente a sobrecargas e interferencias atmosféricas y minimicen las interrupciones permanentes o temporales debidas a cortocircuitos o problemas de aislamiento.

Planteamiento del proyecto:

Para conseguirlo, desde amplía, se propuso integrar OpenGate IoT Platform con los sistemas existentes en el cliente, junto con un conjunto de nuevos sensores. Dichos sensores, colocados dentro de los seccionalizadores, se usarán para determinar el estado operativo de la red. Además, la solución se conectará con los sistemas necesarios de terceros bajo un portal de gestión unificado.

Esto va a permitir, no solo mostrar los errores actuales, dónde ocurrieron y cuándo, sino que también se van registrar datos históricos cualitativos y cuantitativos sobre la red. Como consecuencia, todo esto permitirá tomar decisiones de negocio en el futuro con una sólida base.

Se utilizará OpenGate como centro del tratamiento y explotación de datos que, gracias a su flexibilidad, adaptándola y personalizándola a los requerimientos del cliente.

Objetivos:

Monitorización de los elementos desplegados

Monitorización y control, en tiempo real, de los distintos elementos de la red eléctrica, de forma centralizada.

Identificación y Detección de anomalías

Información precisa del estado y alarmas que permitan identificar errores incluso de forma proactiva

Datos Históricos y en tiempo real

Recopilar y almacenar el estado operativo histórico y en tiempo real para la toma de decisiones

Desarrollo:

Punto de partida:

En el momento de empezar el proyecto, ya existían en el cliente varios mecanismos para monitorizar las redes de distribución de media tensión, solo que en puntos muy específicos. No se disponía de toda la información del conjunto porque, el coste de la infraestructura necesaria, con los medios de los que disponían, no justificaba la inversión.

Con la llegada de las infraestructuras IoT basadas en tecnologías de comunicación de bajo consumo, y bajo coste, el escenario cambia. Ahora la inversión para el sector de las eléctricas, es completamente viable, y permite incrementar enormemente el número de elementos monitorizados, así como los puntos sobre los que se puede actuar, de forma que se pueda tener en todo momento, una imagen completa del estado operativo actual, de las redes de distribución eléctricas desplegadas.

Esto permite a las compañías de distribución eléctrica mejorar la calidad de su servicio y su eficiencia si, además de todos esos datos, dispusieran de las herramientas y elementos necesarios para actuar sobre la red de manera remota y proactiva. Existen varios estudios, que demuestran que el 90% de los errores de las lineas eléctricas aéreas son temporales, y que si el suministro eléctrico se interrumpe brevemente después del error, la línea vuelve a la normalidad por si sola, sin necesidad de interrumpir el suministro completo. Luego, tener la capacidad de actuar remotamente sobre los elementos de la linea, aumentaría enormemente la calidad del servicio.

Construcción de la solución:

Desde amplía))) se utiliza nuestro producto OpenGate IoT platform, que ya dispone de potentes capacidades para la recolección y gestión de los datos registrados por los sensores y otros elementos de la red, como por ejemplo, los datos propios de los seccionalizadores, que se integran ad-hoc en la primera etapa del proyecto.

La integración en OpenGate de los seccionalizadores, era uno de los hitos importantes, ya que permiten la desconexión de las lineas de forma remota.

Además de la información de apertura/cierre de los seccionalizadores, así como la posibilidad de gestionarlos remotamente, en la solución se añaden sensores complementarios, que monitorizan otros aspectos:

Estado de la línea
Duración del circuito cerrado
Pérdidas de tensión y voltaje
Temperatura de la línea

Además, de cada elemento monitorizado, se dispone de información propia relevante, como por ejemplo: la fecha de instalación y notas de la instalación, la localización geoposicionada en mapa del elemento de la red o incluso la propia configuración del dispositivo, que puede reconfigurarse remotamente desde OpenGate.

La arquitectura de la solución, quedaría por tanto de la siguiente forma:

Conectando objetos y sistemas:

En cuanto a las comunicaciones entre los elementos de la red y OpenGate, se utilizará un sistema de bajo coste y bajo consumo eléctrico, que garantice la comunicación bidireccional y en tiempo real con la API sur de OpenGate (información acerca de OpenGate IoT Platform). Concretamente, para este proyecto, se ha utilizado NB-IoT como tecnología de comunicaciones y CoAP como protocolo (uno de los muchos soportados por la factoría de conectores de OpenGate), que se caracterizan por reunir las características anteriormente descritas. NB-IoT está enmarcada dentro de la categoría low-power wide-area networking (LPWAN), junto con otras tecnologías de comunicación como SigFox o LoRA, todas integradas en nuestro sistema. NB-IoT tiene la ventaja de que es una tecnología que funciona sobre banda licenciada, lo que ofrece muchas garantías de funcionamiento frente a sus competidoras.

Trabajando con los datos:

Una vez configurada la comunicación entre los distintos dispositivos y activos con la plataforma, es en el motor de OpenGate, donde se realiza el trabajo de configuración e integración con los sistemas actuales. Se consiguen cubrir las necesidades específicas del proyecto utilizando todas las herramientas del Core de OpenGate, como por ejemplo, el tratamiento, procesamiento y analítica de datos, comunicación remota y reglas automáticas para la gestión de todos los elementos de la red.

Herramienta de gestión centralizada:

OpenGate IoT Platform dispone de un portal de administración accesible desde todo tipo de dispositivos para la explotación de la información de cualquier solución. Además, se pueden configurar paneles de administración o dashboards de forma personalizada a los distintos usuarios y operadores del servicio. Esto permite mostrar la información más relevante a cada uno de ellos.

Gracias a que el portal también dispone de su propia API para crecer en componentes gráficos, se han podido crear a medida, aquellos módulos para la explotación de la información que el cliente requería.

Para terminar, también se ha personalizado el aspecto visual de la herramienta para integrarse con la identidad marca del cliente. De este modo, queda totalmente integrada con su negocio.

Conclusión:

Todo esto, ha permitido a la compañía eléctrica, de manera complementaria al objetivo del proyecto, crear nuevas oportunidades de negocio, al poder ofrecer a sus clientes una gestión más completa con una calidad de servicio superior, con datos específicos acerca del estado operativo y el mantenimiento de cada torre eléctrica y otros elementos de la red, que además, pueden conocer en tiempo real.

A su vez, la información en tiempo real del sistema, junto con el acumulado histórico disponible, permite definir una estrategia óptima de mantenimiento preventivo, y predictivo, sobre los elementos de la red. Obviamente, esto permite mejorar enormemente los costes operativos y aumentar la productividad del personal y mejoran aun más la calidad final del servicio, siendo un valor añadido respecto a competidores del sector.

Para terminar, añadimos el video promocional que se hizo para el IoT Solutions World Congress 2018, en el que hablábamos del caso en concreto, y donde pueden verse algunas de las pantallas del portal de administración que se comentaba durante el caso:

Referencias al caso:

Así lo contamos en el blog de noticias de amplía)))

Resumen:

OpenGate IoT Platform se integra con los sistemas de nuestro cliente para ofrecer una «red de distribución eléctrica inteligente». Esta solución, permite optimizar el mantenimiento preventivo, monitorizar el estado de la red en tiempo real y controlar todos los elementos conectados remotamente, a través de un sistema de comunicaciones de bajo coste, seguro y robusto.

Este proyecto que a día de hoy sigue creciendo, tanto en elementos monitorizados como en funcionalidad, nos permite demostrar la viabilidad y eficiencia de una solución inteligente para las compañías eléctricas, que aportan una ventaja clara y un valor añadido respecto a sus competidores.

Esta solución, permite ahorrar costes, mejorar la productividad de los empleados, mejorar la eficiencia energética, reducir la huella de carbono, y generar adicionalmente nuevas vías de negocio para la transformación hacia la Industria 4.0 de las compañías eléctricas.