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    • Entendiendo las interconexiones, interfaces y normas de la red eléctrica inteligente

    High Voltage Power Lines at dusk, electric power distribution, smart grid.

    Cuando las instalaciones comerciales industriales grandes siguen utilizando los recursos de energía distribuida (DER) para efectos de confiabilidad y sostenibilidad, habrá mayor interés y necesidad de interconectarlos con los servicios locales eléctricos. El sector industrial tiene varias situaciones donde se requeriría dicha interconexión.

    Unas instalaciones industriales, una pequeña, por ejemplo, podrían tener un acuerdo con los servicios para contar con tarifas diferenciales, lo cual requiere de una coordinación de la operación de DER con situaciones donde fluctúa el precio. También se debe incluir a los DER como respuesta ante una contingencia de los servicios. Otro ejemplo podrían ser unas instalaciones petroquímicas grandes con su propia generación de energía y distribución, incluidas las subestaciones, circuitos de distribución e instalaciones de generación. Estos DER podrían incluir microturbinas de gas natural, generadores de diésel, fotovoltaicos solares y/o funciones de almacenamiento de energía. En ocasiones, estos recursos pueden suministrar energía de vuelta a la red eléctrica, produciendo ingresos al propietario industrial.

    Bajo estas circunstancias, las instalaciones tienen un contrato de reducción de carga con los servicios locales un contrato de adquisición de energía para cuando suministran energía a la red eléctrica. Como requisito para dichos acuerdos, el servicio local, en general, requiere de ciertas funciones, características y la comunicación que requiere para dicha interconexión con dicha instalación industrial. Los servicios también podrían requerir la visibilidad del sistema eléctrico e, inclusive, algunas funciones de control dentro del sistema eléctrico de las instalaciones industriales, incluido el control de generación y la configuración de la subestación.

    Es justo aquí donde la IEEE 1547: Norma para la Interconexión de Recursos Distribuidos con Sistemas de Electricidad pueden identificar las funcionalidades requeridas para controlar el sistema e informárselas al ingeniero consultor.

    ¿Cómo ayuda la norma IEEE 1547 a los ingenieros?

    La norma de base de la serie IEEE 1547 trata sobre DER y establece los acuerdos entre el sector eléctrico y el industrial o el DER, para que el cliente industrial no tenga que negociar sus contratos servicio por servicio. Esto sería muy importante cuando, por ejemplo, un cliente industrial cuente con instalaciones en diversas ubicaciones y estados. Mediante la norma IEEE 1547, el ingeniero puede diseñar un enfoque común para lidiar con distintos servicios eléctricos en varios estados.

    Por consiguiente, la norma IEEE 1547 simplifica el enfoque de las instalaciones industriales y ofrece varios beneficios. Permite la uniformidad de las instalaciones al adquirir equipo, lo cual permite la economía de escala. Les permite establecer procedimientos estándar en varias instalaciones, lo cual beneficia las iniciativas de capacitación y las actividades de operación y mantenimiento. Los empleados que trabajan en varias instalaciones reconocerán y entenderán las funciones comunes y ahorrarán dinero, tiempo y mano de obra. El consultor se beneficia por contar con un diseño repetible.

    Al usar la serie IEEE 1547, el ingeniero cuenta con un punto de inicio que funcionará en cualquiera de los 50 estados en los que trabaje. Independientemente del servicio en el que trabaje, IEEE 1547 ofrece a ambas partes un punto de arranque claro y acordado para la interconexión. No es necesario reinventar una solución desde cero. En reconocimiento al valor de dicha norma, el IEC acaba de anunciar una iniciativa para elaborar un documento de IEC basado en su totalidad en la norma IEEE 1547.

    El hecho de que la comunidad internacional seguirá la serie IEEE 1547 debería otorgarle al ingeniero y a su cliente un cierto grado de confianza respecto a que se encuentran en tierra firme para anticipar el futuro, por así decirlo. Hay quienes denominan a esto como "listo para el futuro", el cual es un término muy poderoso. Pero, en este caso, así como en otros donde se involucra a las normas, si basa sus decisiones en alguna norma aceptada en este país, así como en algún otro lugar del planeta, es probable que le sirva conforme transcurre el tiempo. Se modifica a las normas cada determinado tiempo, pero, por diseño, son compatibles a la inversa, así que es probable que cualquier decisión que haya tomado con base en alguna norma siga funcionando y no enfrentará la amenaza de convertirse en un activo obsoleto, al menos no a modo de que esto se convierta en verdadero para algunas soluciones aisladas.

    Interfaz entre los clientes industriales y los servicios

    Durante algunos años, algunos han asumido que el medidor de intervalos o inteligentes sería una interfaz entre un cliente industrial y un servicio. En otras palabras, dichos datos de comunicación, solicitudes de restricción y de generación, así como señales de precios podrían hacerse mediante un sistema de infraestructura de medición avanzada (AMI).

    No obstante, de acuerdo con la evaluación de los sistemas y las necesidades de los clientes, el enfoque de AMI podría no ser la única interfaz, ni la más deseada. Y estos dos factores deberían estar en las prioridades principales del ingeniero consultor encargado del diseño los sistemas de control industrial y su interfaz de servicios.

    Este problema tiene grandes implicaciones para los clientes industriales debido a que el diseño y funciones de su sistema de control industrial dependen de la dirección que tomen.

    Permítanme explicarles. Primero, la comunicación bidireccional que requerirá una red eléctrica inteligente se puede manejar de manera independiente del AMI del medidor de intervalos. Segundo, los medidores y AMI son, en su mayoría, sistemas de marca, lo cual puede generar que un cliente industrial se "case" con un proveedor. Tercero, es nuevo en la industria de AMI y existen alternativas técnicas. En consecuencia, habrá ganadores y perdedores; si un proveedor de AMI para servicios sale del negocio o migra a una tecnología distinta, esto puede dejar al cliente estancado con el equipo.

    Un enfoque distinto usaría el medidor únicamente para registrar el uso y emplear un dispositivo o puerto independiente para la comunicación bidireccional.

    Este enfoque ofrece varias ventajas, además de evitar el tan temido estancamiento de los activos debido a que son de un mismo proveedor. Una ventaja es que el puerto puede utilizar una conexión de Internet de alta velocidad en vez de verse perjudicado por las restricciones comunicativas de AMI. O el puerto podría utilizar líneas especiales de comunicación hacia los servicios eléctricos y ofrecer mayor ancho de banda para contar con funciones mejores. La opción de uso del dispositivo como portal también le permite al usuario industrial que cuente con mayor flexibilidad para las interconexiones con otros sistemas y, por ende, los datos para tener un mejor panorama de las operaciones.

    Hoy en día, los protocolos AMI son particulares para cada proveedor. Si adquiere un medidor del proveedor X, también deberá adquirir el sistema de recolección de datos y protocolo del mismo proveedor X. Por el contrario, este enfoque de puerto permite que el servicio y el cliente industrial utilicen de inmediato los protocolos más comunes de la industria, tales como los de la norma IEEE 1815 (también conocida como DNP3), la cual ofrece los medios para una seguridad robusta.

    Lo que sigue siendo incierto en este punto es si ambas opciones estarán disponibles con el servicio. Los ingenieros consultores y sus clientes industriales deberán abordar este tema con el servicio. Si ambas opciones estuvieran disponibles, entonces compare sus costos, desventajas del diseño, funciones y características; de igual manera, tome en cuenta las necesidades proyectadas para el futuro del cliente industrial.

    Es importante entender que la relación de costo-beneficio para AMI no está comprobada, aún está en etapa de evaluación. La mayoría del despliegue de AMI ha sido subsidiado en un 50% por las Subvenciones para la Iniciativa de la Red Eléctrica Inteligente del Departamento de Energía de los EE. UU.. Sin dichos incentivos, no queda claro si seguirá habiendo despliegues o si éstos serán rentables. Algunos organismos estatales de gobiernos todavía no están convencidos de que AMI sea un gasto rentable de los fondos de los contribuyentes.

    Por último, debido a que los medidores inteligentes y AMI son programables, hay una mayor probabilidad de hackeo del sistema.

    La adopción percibida, ampliada de AMI por sí misma no es una buena base para que un ingeniero evalúe las elecciones tecnológicas adecuadas, pues necesita crearse su propio juicio profesional sobre los sistemas y sus capacidades técnicas, no irse por la aparente propagación de los sistemas AMI. Deberá entender los servicios para los que diseña la interconexión del cliente. Verá que existen otras alternativas con garantía de futuro.

    Establecimiento de normas

    • Es muy larga la lista de la manera de generar normas. En general, los ingenieros que implementan la tecnología:
    • Se topan con obstáculos de interoperabilidad del equipo, es decir, de compatibilidad física o de software
    • Encuentran brechas en los procesos establecidos relativas a las acciones a implementar
    • En la implementación de una norma establecida, podrá darse cuenta de que quedó algún asunto pendiente.

    IEEE incluye unas cuantas decenas de sociedades y grupos técnicas y cada uno está interesado en crear normas relevantes para su enfoque. Quienes estén interesados en elaborar una norma deberán crear un grupo de trabajo para presentar el asunto a la sociedad técnica, quien se hará responsable de la actividad y después la presentará ante el Comité de Normas Nuevas (NesCom) de la Asociación de Normas de las IEEE (IEEE-SA) como solicitud de autorización del proyecto o PAR, por su siglas en inglés.

    Los miembros de NesCom evalúan la PAR para garantizar que se hayan seguido los procedimientos adecuados y que el grupo que la presentó haya incluido un plan de trabajo para cumplir con el proceso de creación de normas dentro de un periodo razonable. Una vez que se autoriza la PAR, regresa al grupo de trabajo para que inicie con la elaboración del borrador de la norma.

    Después de este paso, el documento se somete a votación. El grupo de trabajo crea un grupo responsable de la votación, integrado por personas interesadas y registradas con IEEE-SA como votantes posibles para el tema en particular. Básicamente, este es el proceso de revisión de pares.

    Una vez que concluye el proceso de votación de patrocinadores, el grupo de trabajo deberá resolver todos los comentarios. Después, el grupo de trabajo trata de general el consenso del borrador actualizado, primero, entre los miembros, para resolver los comentarios y, después, entre los miembros del grupo de votación.


    Sciacca es presidente de SCS Consulting. Es miembro activo superior de IEEE y de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC, por sus siglas en inglés) en el área de automatización de servicios. Cuenta con más de 25 años de experiencia en las industrias de servicios eléctricos nacionales e internacional. Sciacca preside dos grupos de trabajo de IEEE que se enfocan en la ciberseguridad para servicios eléctricos: el Grupo de Trabajo C1 de las Subestaciones (P1686) y el Grupo de Trabajo h13 para el Comité de Relevadores para el Sistema Eléctrico (PC37.240). Lea su blog Insights on Power [Opiniones energéticas] para más información.

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