Elegir el paquete de componentes tecnológicos adecuados para la implementación de un Sistema de Infraestructura de Medición Avanzada (AMI) puede hacer la diferencia entre una inversión inteligente para el futuro y un costoso experimento fallido.
Con el fin de enfrentar los retos de la era digital y optimizar sus operaciones, cada vez más proveedores de servicios públicos alrededor del mundo están implementando sistemas de medición inteligente como las redes AMI. Sin embargo, incorporar componentes tecnológicos que no brinden soporte adecuado a la operación, puede ocasionar sobrecostos para la empresa y esfuerzos innecesarios para sus empleados.
Ejemplo de ello es el caso de SaskPower, una empresa de energía eléctrica que atiende a más de 522,000 consumidores en Saskatchewan en Canadá. Infortunadamente, los medidores inteligentes empleados en su red fueron la causa de 8 incendios eléctricos, lo que provocó que el gobierno local ordenara el retiro de más de 108,000 medidores en 2014, con un costo aproximado de $90 por cliente. Después de tres años de pruebas de seguridad intensivas que estuvieron bajo mayor escrutinio, la compañía pudo realizar la implementación de nuevos medidores inteligentes.
Casos similares se presentaron en Estados Unidos con medidores defectuosos. El primero de ellos, fue el de Portland General Electric, empresa que reemplazó más de 70,000 medidores por razones análogas a las de SaskPower. El segundo caso ocurrió en el estado de Nevada, en las ciudades de Reno y Sparks en donde tuvo lugar una serie de incendios, que se atribuyeron a problemas con medidores inteligentes. Frente a este caso, los estudios forenses encontraron indicios que señalaban que las fallas presentadas se derivaron de malas prácticas ejecutadas en el momento de la instalación de los equipos de medición.
Para evitar casos como los anteriores, las empresas de servicios públicos deben ser cuidadosas no solo en la selección de los medidores sino también de todos los componentes tecnológicos que intervienen en la implementación de un sistema AMI. Para ello, los operadores deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones:
1. Verificar la precisión en la medición:
Si bien es cierto que los medidores inteligentes fueron creados para facilitar el proceso de toma de lecturas y obtener mayor precisión en la medición de los consumos, un estudio realizado en los Países Bajos(1) sostiene que se han encontrado medidores inteligentes que miden imprecisamente el consumo de energía.
Algunos factores técnicos que pueden afectar negativamente la precisión de la medición inteligente y que deben analizarse antes de definir el equipo de medición adecuado para el proyecto son: las discrepancias que existen para ciertos tipos de cargas entre los medidores tradicionales y los inteligentes; la interferencia electromagnética causada por los inversores de energía fotovoltaica; y la medición de la energía reactiva -debido a su creciente inclusión en las redes modernas- para generar un reporte del consumo real de energía.
Tener en cuenta los aspectos detallados anteriormente, evita posibles quejas de los usuarios, errores de facturación e inconvenientes de seguridad. Adicionalmente, los proveedores de servicios públicos deben realizar pruebas de revisión de cargas altamente inductivas, fuentes de alimentación conmutada y atenuadores de estado sólido en combinación con luminarias LED o CFL. Lo anterior con el objetivo de garantizar la precisión de cualquier tipo de medidor inteligente que se vaya emplear y evitar gastos y esfuerzos innecesarios durante el proyecto de implementación AMI.
2. Evaluar el diseño de la red
Uno de los principales métodos de control de redes de energía inteligente es la tecnología de optimización de Voltios- VAR (VVO por sus siglas en inglés), que implica producir o consumir energía reactiva para ayudar a alcanzar un nivel de voltaje deseado.
Como parte de los programas de VVO, las redes eléctricas requieren inversores fotovoltaicos conectados a la red para controlar la salida de energía reactiva con base en las funciones estáticas y dinámicas de Volt-VAR; las funciones estáticas hacen referencia a una provisión constante de soporte de energía reactiva que ayuda a alcanzar un voltaje deseado, mientras que las funciones dinámicas se refieren a una energía reactiva que varía rápidamente en respuesta a cambios bruscos en el voltaje del sistema.
Muchas empresas ya están tomando la iniciativa de modernizar su red con un control inteligente de la energía reactiva; por ejemplo, San Diego Gas & Electric (SDG&E) y el Servicio Público de Arizona (APS) completaron con éxito las pruebas piloto de esta tecnología, teniendo como resultado un control mejorado del voltaje a lo largo de los alimentadores puestos a disposición por la solución VVO a nivel residencial. En California, la legislación ha entrado en vigor rápidamente, haciendo específicas las funciones auxiliares que las fuentes de energía distribuida (FED) conectadas al inversor deben proporcionar a la red eléctrica, incluyendo una función dinámica de Volt-VAR.
Otro aspecto importante a evaluar es la red de comunicaciones. Los medidores inteligentes no están diseñados para funcionar de forma aislada. Para obtener el máximo rendimiento de un sistema AMI, es necesario complementar los medidores inteligentes con una red de comunicaciones sólida que pueda transmitir de forma segura y confiable la gran cantidad de información producida por estos equipos. Esta red de comunicación puede estar compuesta por una variedad de tecnologías que incluyen celular, radio, satélite y comunicación mediante líneas de potencia (PLC).
Es importante tener en cuenta que la disponibilidad de redes de comunicación para áreas rurales y urbanas difiere significativamente, por lo que puede ser necesaria una combinación de estrategias para garantizar que cada cliente tenga una conexión confiable. Algunas de estas estrategias, implican conectar el medidor inteligente a múltiples redes de comunicación para que pueda intercambiarse entre los diferentes canales y así obtener mejor señal.
3. Garantizar la seguridad del sistema:
Teniendo en cuenta el nivel de control digital que se puede ejercer sobre las redes que emplean tecnologías inteligentes, es comprensible que los gobiernos y las personas estén preocupados por el riesgo de un ciberataque dirigido contra la infraestructura crítica. Por esta razón, el proveedor de servicios debe tomar las medidas adecuadas para mitigar esos riesgos y asegurarle al público que esta no es una amenaza factible.
Por otra parte, al considerar qué tipo de medidor inteligente se debe usar, además de las especificaciones de rendimiento, la seguridad debe ser un criterio de decisión clave. Siempre hay un riesgo de incendio o electrocución con un dispositivo electrónico; sin embargo, las probabilidades de que esto ocurra se pueden reducir mediante un buen diseño y control de calidad durante la fabricación.
En conclusión, el éxito de un proyecto AMI depende de la selección de la tecnología adecuada, que incluye medidores inteligentes seguros que tengan la capacidad de medir con precisión el uso del servicio y que además puedan registrar tanto la energía activa como la reactiva. Así mismo, es importante diseñar una red de comunicación robusta que garantice el intercambio de información segura y confiable entre los medidores inteligentes y el operador de red.
(1) http://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7866234/
