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El papel de las comunicaciones en el control remoto y automatización de las redes de distribución

Las compañías de distribución eléctrica cuentan con decenas de miles de centros de transformación que cumplen con la función de distribuir la energía eléctrica, tomar las lecturas de los contadores de puntos de suministro y es responsable del mantenimiento y correcto funcionamiento de todos los elementos involucrados. Para cumplir dicha función los centros de transformación utilizan tecnologías específicas que requieren automatización y control remoto.

Principal problema de los centros de transformación

Debido a la gran cantidad de centros de transformación y contadores inteligentes que las compañías de distribución utilizan y a las posibles ubicaciones remotas donde están situados dichos centros de transformación, el coste del mantenimiento y control de los sistemas de suministro eléctrico y la lectura de los contadores eléctricos que no cuentan con equipos de comunicaciones es alto. Debido a esto, cada día mas centros de transformación cuentan con sistemas de comunicaciones avanzados.

Sistemas inteligentes en las redes de distribución

Los centros de transformación utilizan RTUs (unidad terminal remota) y PLCs (controladores lógicos programables). Dichos equipos están diseñados para gestionar los transformadores de tensión, las celdas de media y baja tensión y los equipos de suministro eléctrico. Los RTUs y los PLC suelen ser equipos que no disponen de comunicaciones, por lo tanto, requieren una plataforma de transmisión de datos que envíe a la compañía la información del desempeño de todos los aspectos necesarios que logran que los centros de transformación cumplan su función.

Además, los centros de transformación se comunican con los medidores inteligentes o contadores avanzados de electricidad mediante dichas plataformas de comunicaciones, donde a su vez transmite la información del consumo eléctrico registrado en los contadores a la empresa comercializadora de la electricidad.

Este sistema supuso un gran avance sobre el sistema antiguo, donde una persona cualificada debía registrar manualmente dichos datos recogidos de cada uno de los contadores eléctricos.

Protocolos de comunicación específicos

Para comunicar los equipos RTU, PLC y contadores inteligentes con los equipos de comunicaciones se requieren protocolos específicos para cada sistema concreto.

Los RTU y PLC utilizan protocolos de comunicación tipo TCP/IP como MODBUS, IEC 101-104 o DNP3, que están asociados a la monitorización de sistemas de energía y sistemas de control. A su vez, los equipos que se comunican con los contadores eléctricos utilizan tecnologías de comunicaciones mediante línea de potencia (PLC, que no se debe confundir con los controladores lógicos programables). Dichas comunicaciones están definidas acorde a estándares de comunicaciones como el PRIME v1.4 o G3, que reúnen especificaciones de compatibilidad, frecuencias, voltajes entre otros.

Características clave de los equipos de comunicaciones

El papel de las comunicaciones es clave para la distribución eléctrica, pero para que dichos sistemas realicen sus funciones, deben estar correctamente diseñados, con algunas características clave como:

  • Carcasa rugerizada, la estructura externa del equipo debe estar fabricada para que soporte rango extendido de temperaturas y este protegido frente a humedad e impulsos eléctricos para asegurar la operatividad de los sistemas en las condiciones habituales de los centros de transformación.
  • Múltiples métodos de conexión, los RTUs y PLC pueden ser equipos muy diversos y para asegurar la compatibilidad en todo tipo de escenarios se requiere que el router de comunicaciones disponga todo tipo de tecnologías como ethernet, fibra óptica, comunicaciones móviles, puerto serie, LoRaWAN, PLC… etc.
  • Compatibles con los protocolos de comunicaciones, de la misma manera que se debe asegurar la compatibilidad mediante múltiples métodos de conexión también se requiere que las comunicaciones contemplen todo tipo de protocolos de comunicaciones específicos como los mencionados anteriormente.
  • Sistemas de ciberseguridad, hoy en día los ciberataques están afectando enormemente al desarrollo de las empresas, por ello es imprescindible que los equipos de comunicaciones que operan en la industria eléctrica cuenten con sistemas de ciberseguridad específicos para el área de la tecnología operativa OT.
  • Certificaciones, ya que en todos los proyectos del sector de la electricidad se requiere que todos los sistemas involucrados estén debidamente certificados en laboratorios específicos en varios campos como la inmunidad magnética, resistencia eléctrica, climática y mecánicas. Algunas de las certificaciones más solicitadas son la EN 610000, EN 60068-78 o las EN 61000.

Conclusión

En el ámbito de las redes de distribución se han realizado importantes avances tecnológicos de la mano de las telecomunicaciones. Estos avances han supuesto una reducción de los costes de personal y material operativo, donde a su vez se han producido avances en lo referente a la seguridad operativa y la seguridad informática con los sistemas de ciberseguridad.

Teldat está presente en la evolución tecnológica, desarrollando equipos que cumplen todas las características necesarias desarrolladas a lo largo de este blog post para las compañías de distribución eléctrica más grandes del mundo y que cada día trabaja en desarrollar nuevas tecnologías que satisfarán las necesidades del futuro de las redes de distribución eléctrica.

Fuentes:

Javier Sanchez de la Poza

Javier Sanchez de la Poza

Bachelor’s degree in Telecommunications Systems Engineering. Specialized in IoT Mobility & Smart Grids. Product Manager IoT at Teldat

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