Una red inteligente es una red eléctrica que incluye una variedad de medidas operativas y energéticas que incluyen medidores inteligentes, electrodomésticos inteligentes, recursos de energía renovable y recursos energéticamente eficientes. El acondicionamiento de energía electrónica y el control de la producción y distribución de electricidad son aspectos importantes de la red inteligente.
El despliegue de la tecnología de red inteligente también implica una reingeniería fundamental de la industria de servicios de electricidad, aunque el uso típico del término se centra en la infraestructura técnica.
Desde principios del siglo XXI, las oportunidades para aprovechar las mejoras en la tecnología de comunicación electrónica para resolver las limitaciones y los costos de la red eléctrica se han hecho evidentes. Las limitaciones tecnológicas en la medición ya no obligan a promediar los precios máximos de la energía y los pasan a todos los consumidores por igual. Paralelamente, la creciente preocupación por el daño ambiental provocado por las centrales eléctricas alimentadas con fósiles ha llevado al deseo de utilizar grandes cantidades de energía renovable. Las formas dominantes, como la energía eólica y la energía solar, son muy variables, por lo que se hizo evidente la necesidad de sistemas de control más sofisticados para facilitar la conexión de las fuentes a la red, que de otro modo sería altamente controlable. La energía de las células fotovoltaicas (y, en menor medida, de las turbinas eólicas) también ha puesto en tela de juicio el imperativo de las centrales eléctricas grandes y centralizadas. Los costos que disminuyen rápidamente apuntan a un cambio importante desde la topología de la red centralizada a una que está altamente distribuida, con la potencia que se genera y se consume justo en los límites de la red. Finalmente, la creciente preocupación por los ataques terroristas en algunos países ha llevado a reclamos de una red energética más robusta que es menos dependiente de las centrales eléctricas centralizadas que se perciben como posibles objetivos de ataque.
Soluciones
La red inteligente incluye diferentes tipos de soluciones, donde los cuellos de botella deben ser absorbidos en la red:
Regulación del suministro: cuando el suministro amenaza con volverse demasiado para la red local, por ejemplo, un vecindario con muchos paneles solares.
Regulación de la demanda: cuando la oferta fluctúa, esto puede compensarse con la fluctuación de la demanda de manera comparable. Esto se puede hacer ajustando el precio del consumidor a la oferta. En un hogar, el medidor inteligente, si nota que el precio ha bajado, podría darle una señal al automóvil eléctrico de que podría comenzar a cargarse. Si esto sucede a gran escala, la oferta y la demanda se mantienen equilibradas a pesar de la fluctuación de la oferta.
Un ejemplo real es redes sobrecargadas en, por ejemplo, ciudades sudafricanas. Allí los medidores inteligentes se usan para cerrar usuarios, si la demanda se vuelve demasiado grande.
Los medidores inteligentes holandeses pueden transmitir la potencia utilizada cada 15 minutos a una estación central del operador de red.
Los operadores de red holandeses tienen un presupuesto de aproximadamente 10 mil millones para la introducción de aproximadamente 10 millones de medidores inteligentes.
Coincidencia de oferta y demanda
La oferta y demanda local coincidente a menudo se cita como una razón para la introducción de redes inteligentes, pero eso no es necesario. Los gerentes de red holandeses tienen una tradición de redes locales fuertemente sobredimensionadas, basadas en un uso mucho más pesado en el futuro. Incluso con mucha electricidad generada localmente, la red aún está regulada como una entidad nacional con las plantas de energía ya disponibles. Para esas plantas de energía, la demanda es algo menor para muchas generaciones locales de energía.
Grandes generadores descentralizados, como los operadores de parques eólicos, tienen que registrar su producción con 24 horas de anticipación. Por lo tanto, están obligados a predecir su rendimiento con 24 horas de anticipación. Eso es muy posible Debido a que esta generación descentralizada se predice con 24 horas de anticipación, las plantas de energía pueden ajustar su capacidad de generación. En los Países Bajos y el resto de la UE, la electricidad generada de forma sostenible tiene prioridad.
Ciencias económicas
Perspectiva del mercado
En 2009, la industria de redes inteligentes de Estados Unidos se valoró en alrededor de $ 21.4 mil millones; para 2014, superará al menos $ 42.8 mil millones. Dado el éxito de las redes inteligentes en los EE. UU., Se espera que el mercado mundial crezca a un ritmo más rápido, pasando de $ 69.3 mil millones en 2009 a $ 171.4 mil millones en 2014. Con los segmentos que se beneficiarán más serán los vendedores de hardware de medición inteligente y fabricantes de software utilizados para transmitir y organizar la gran cantidad de datos recopilados por metros. Recientemente, el Foro Económico Mundial informó que se necesita una inversión transformacional de más de $ 7.6 billones en los próximos 25 años (o $ 300 mil millones por año) para modernizar, expandir y descentralizar la infraestructura eléctrica con la innovación técnica como clave para la transformación.
Desarrollos de economía general
Como los clientes pueden elegir sus proveedores de electricidad, dependiendo de sus diferentes métodos de tarifas, se incrementará el enfoque de los costos de transporte. La reducción de los costos de mantenimiento y reemplazos estimulará un control más avanzado.
Una red inteligente limita con precisión la energía eléctrica al nivel residencial, genera dispositivos de almacenamiento y almacenamiento de energía a pequeña escala, comunica información sobre el estado operativo y las necesidades, recopila información sobre precios y condiciones de la red y mueve la red más allá del control central a una red.
Estimados e inquietudes sobre ahorros en los EE.
Un estudio del Departamento de Energía de los Estados Unidos calculó que la modernización interna de las redes estadounidenses con capacidades de red inteligente ahorraría entre 46 y 117 mil millones de dólares en los próximos 20 años. Además de estos beneficios de modernización industrial, las características de la red inteligente podrían expandir la eficiencia energética más allá de la red al hogar al coordinar dispositivos domésticos de baja prioridad como calentadores de agua para que su uso de energía aproveche las fuentes de energía más deseables. Las redes inteligentes también pueden coordinar la producción de energía de un gran número de pequeños productores de energía, como los propietarios de paneles solares en la azotea, un arreglo que de otro modo resultaría problemático para los operadores de sistemas de energía en los servicios públicos locales.
Una pregunta importante es si los consumidores actuarán en respuesta a las señales del mercado. El Departamento de Energía de los EE. UU. (DOE) como parte de la Ley de Reinversión y Recuperación de Estados Unidos. El Programa de Subvenciones y Demostraciones de Inversión de Red Inteligente financió estudios de comportamiento del consumidor para examinar la aceptación, retención y respuesta de consumidores suscritos a programas de tarifas de servicios basados en el tiempo que involucran infraestructura de medición avanzada y sistemas para clientes, como pantallas en el hogar y termostatos de comunicación programables.
Otra preocupación es que el costo de las telecomunicaciones para soportar completamente las redes inteligentes puede ser prohibitivo. Se propone un mecanismo de comunicación menos costoso utilizando una forma de «gestión de demanda dinámica» donde los dispositivos afeitan los picos al cambiar sus cargas en reacción a la frecuencia de la red. La frecuencia de la red se podría utilizar para comunicar información de carga sin la necesidad de una red de telecomunicaciones adicional, pero no apoyaría la negociación económica ni la cuantificación de las contribuciones.
Aunque hay tecnologías de red inteligente específicas y comprobadas en uso, la red inteligente es un término agregado para un conjunto de tecnologías relacionadas en el que generalmente se acepta una especificación, en lugar de un nombre para una tecnología específica. Algunos de los beneficios de una red eléctrica modernizada de este tipo incluyen la capacidad de reducir el consumo de energía en el lado del consumidor durante las horas pico, llamado administración del lado de la demanda; permitir la conexión a la red de energía de generación distribuida (con matrices fotovoltaicas, pequeñas turbinas de viento, micro hidroeléctricas o incluso generadores de energía térmica combinados en edificios); incorporar el almacenamiento de energía de la red para el equilibrio de carga de generación distribuida; y eliminando o conteniendo fallas tales como fallas en cascada de la red eléctrica generalizada. Se espera que la mayor eficiencia y confiabilidad de la red inteligente ahorre dinero a los consumidores y ayude a reducir las emisiones de CO2.
Oposiciones y preocupaciones
La mayoría de la oposición y las preocupaciones se han centrado en los medidores inteligentes y los elementos (como el control remoto, la desconexión remota y los precios variables) habilitados por ellos. Donde se encuentra la oposición a los medidores inteligentes, a menudo se comercializan como «red inteligente» que conecta la red inteligente a los medidores inteligentes a los ojos de los oponentes. Los puntos específicos de oposición o preocupación incluyen:
preocupaciones del consumidor sobre la privacidad, por ejemplo, el uso de datos de uso por parte de las fuerzas del orden
preocupaciones sociales sobre la disponibilidad «justa» de electricidad
preocupación de que los sistemas de tasas complejas (por ejemplo, tasas variables) eliminen la claridad y la responsabilidad, lo que permite que el proveedor se aproveche del cliente
preocupación por el «interruptor de cierre» remotamente controlable incorporado en la mayoría de los medidores inteligentes
preocupaciones sociales sobre el estilo Enron abusos de influencia de la información
Preocupación por dar al gobierno mecanismos para controlar el uso de todas las actividades que utilizan energía.
preocupaciones sobre las emisiones de RF de los medidores inteligentes
Seguridad
Si bien la modernización de las redes eléctricas en redes inteligentes permite la optimización de los procesos cotidianos, una red inteligente, estando en línea, puede ser vulnerable a ataques cibernéticos. Los transformadores que aumentan el voltaje de la electricidad creada en las centrales eléctricas para viajes de larga distancia, las propias líneas de transmisión y las líneas de distribución que entregan la electricidad a sus consumidores son particularmente susceptibles. Estos sistemas se basan en sensores que recopilan información del campo y luego la envían a los centros de control, donde los algoritmos automatizan el análisis y los procesos de toma de decisiones. Estas decisiones se envían nuevamente al campo, donde el equipo existente las ejecuta. Los hackers tienen el potencial de alterar estos sistemas de control automatizados, cortando los canales que permiten que se utilice la electricidad generada. Esto se llama denegación de servicio o ataque DoS. También pueden lanzar ataques de integridad que corrompen la información que se transmite a lo largo del sistema, así como ataques de desincronización que afectan cuando dicha información se envía a la ubicación adecuada. Además, los intrusos pueden acceder de nuevo a través de sistemas de generación de energía renovable y medidores inteligentes conectados a la red, aprovechando debilidades más especializadas o cuya seguridad no ha sido priorizada. Debido a que una red inteligente tiene una gran cantidad de puntos de acceso, como contadores inteligentes, la defensa de todos sus puntos débiles puede resultar difícil. También preocupa la seguridad de la infraestructura, principalmente la que implica la tecnología de comunicaciones. Las preocupaciones se centran principalmente en la tecnología de comunicaciones en el corazón de la red inteligente. Diseñado para permitir el contacto en tiempo real entre los servicios públicos y los medidores en los hogares y negocios de los clientes, existe el riesgo de que estas capacidades puedan ser explotadas para acciones criminales o incluso terroristas.
El robo de electricidad es una preocupación en los EE. UU. Donde los medidores inteligentes que se utilizan utilizan la tecnología de RF para comunicarse con la red de transmisión de electricidad. Las personas con conocimientos de electrónica pueden diseñar dispositivos de interferencia para hacer que el medidor inteligente reporte un consumo menor que el real. Del mismo modo, se puede emplear la misma tecnología para hacer parecer que la energía que usa el consumidor está siendo utilizada por otro cliente, aumentando su factura.
El daño de un ciberataque bien ejecutado y considerable podría ser extenso y duradero. Una subestación incapacitada podría tomar de nueve días a más de un año para reparar, dependiendo de la naturaleza del ataque. También puede causar una interrupción de una hora en un radio pequeño. Podría tener un efecto inmediato en la infraestructura de transporte, ya que los semáforos y otros mecanismos de enrutamiento, así como los equipos de ventilación para carreteras subterráneas, dependen de la electricidad. Además, la infraestructura que depende de la red eléctrica, incluidas las instalaciones de tratamiento de aguas residuales, el sector de tecnología de la información y los sistemas de comunicaciones podrían verse afectados
El ciberataque de la red eléctrica de Ucrania en diciembre de 2015, el primero registrado en su tipo, interrumpió los servicios a casi un cuarto de millón de personas al desconectar las subestaciones. El Consejo de Relaciones Exteriores ha observado que es más probable que los Estados sean los autores de tal ataque, ya que tienen acceso a los recursos para llevarlo a cabo, a pesar del alto nivel de dificultad para hacerlo. Las intrusiones cibernéticas se pueden usar como partes de una ofensiva mayor, militar o de otro tipo. Algunos expertos en seguridad advierten que este tipo de evento es fácilmente escalable a grids en otros lugares. La compañía de seguros Lloyd’s of London ya modeló el resultado de un ataque cibernético en Eastern Interconnection, que tiene el potencial de afectar 15 estados, poner a 93 millones de personas en la oscuridad y costar a la economía del país entre $ 243 billones y $ 1 billón en varios daños .
Según el Subcomité de Desarrollo Económico, Edificios Públicos y Gestión de Emergencias de la Cámara de Representantes, la red eléctrica ya ha visto una cantidad considerable de intrusiones cibernéticas, dos de cada cinco intentan incapacitarla. Como tal, el Departamento de Energía de los EE. UU. Ha priorizado la investigación y el desarrollo para disminuir la vulnerabilidad de la red eléctrica a los ataques cibernéticos, y los ha citado como un «peligro inminente» en su Revisión de Energía Cuadrienal 2017. El Departamento de Energía también ha identificado la resistencia al ataque y la autocuración como las principales claves para garantizar que la red inteligente actual sea a prueba de futuro. Si bien ya existen reglamentos vigentes, a saber, los Estándares de Protección de Infraestructura Crítica introducidos por el Consejo de Fiabilidad Eléctrica de América del Norte, un número significativo de ellos son sugerencias en lugar de mandatos. La mayoría de las instalaciones y equipos de generación, transmisión y distribución de electricidad son propiedad de partes interesadas privadas, lo que complica aún más la tarea de evaluar el cumplimiento de dichos estándares. Además, incluso si las empresas de servicios públicos quieren cumplir totalmente, es posible que encuentren que es demasiado costoso hacerlo.
Algunos expertos sostienen que el primer paso para aumentar las defensas cibernéticas de la red eléctrica inteligente es completar un análisis integral de riesgos de la infraestructura existente, incluida la investigación de software, hardware y procesos de comunicación. Además, como las propias intrusiones pueden proporcionar información valiosa, podría ser útil analizar los registros del sistema y otros registros de su naturaleza y tiempo. Las debilidades comunes ya identificadas mediante el uso de tales métodos por parte del Departamento de Seguridad Nacional incluyen una calidad de código deficiente, autenticación incorrecta y reglas de firewall débiles. Una vez que se completa este paso, algunos sugieren que tiene sentido completar un análisis de las posibles consecuencias de los fallos o deficiencias antes mencionados. Esto incluye tanto las consecuencias inmediatas como los impactos en cascada de segundo y tercer orden en los sistemas paralelos. Finalmente, las soluciones de mitigación de riesgos, que pueden incluir la reparación simple de deficiencias de infraestructura o nuevas estrategias, pueden implementarse para abordar la situación. Algunas de estas medidas incluyen la recodificación de los algoritmos del sistema de control para que sean más capaces de resistir y recuperarse de los ataques cibernéticos o las técnicas preventivas que permiten una detección más eficiente de los cambios inusuales o no autorizados en los datos. Las estrategias para tener en cuenta los errores humanos que pueden comprometer los sistemas incluyen educar a los que trabajan en el campo para desconfiar de las unidades USB extrañas, que pueden introducir malware si se insertan, aunque solo sea para verificar sus contenidos.
Otras soluciones incluyen la utilización de subestaciones de transmisión, redes SCADA restringidas, intercambio de datos basado en políticas y certificación de medidores inteligentes con restricciones.
Las subestaciones de transmisión utilizan tecnologías de autentificación de firmas de una sola vez y construcciones de cadena de hash de una vía. Desde entonces, estas restricciones se han remediado con la creación de una tecnología de firma y verificación rápida y procesamiento de datos libre de buffering.
Se ha construido una solución similar para redes SCADA restringidas. Esto implica aplicar un código de autenticación de mensajes basado en hash a las secuencias de bytes, convirtiendo la detección de errores aleatorios disponible en los sistemas heredados en un mecanismo que garantiza la autenticidad de los datos.
El uso compartido de datos basado en políticas utiliza mediciones de cuadrícula de energía de grano fino sincronizadas con el reloj del GPS para proporcionar mayor estabilidad y fiabilidad de la red. Lo hace a través de requisitos de sincronizador sincronizado que son recolectados por las PMU.
Sin embargo, la certificación de contadores inteligentes con restricciones enfrenta un desafío ligeramente diferente. Uno de los mayores problemas con la certificación de contadores inteligentes con restricciones es que para evitar el robo de energía y ataques similares, los proveedores de seguridad cibernética deben asegurarse de que el software de los dispositivos sea auténtico. Para combatir este problema, se ha creado e implementado una arquitectura para redes inteligentes limitadas en un nivel bajo en el sistema integrado.
Otros desafíos para la adopción
Antes de que una utilidad instale un sistema de medición avanzado, o cualquier tipo de sistema inteligente, debe constituir un caso comercial para la inversión. Algunos componentes, como los estabilizadores del sistema de potencia (PSS) instalados en los generadores son muy costosos, requieren una integración compleja en el sistema de control de la red, son necesarios solo durante las emergencias y solo son efectivos si otros proveedores de la red los tienen. Sin ningún incentivo para instalarlos, los proveedores de energía no lo hacen. A la mayoría de los servicios públicos les resulta difícil justificar la instalación de una infraestructura de comunicaciones para una sola aplicación (por ejemplo, lectura de medidores). Debido a esto, una empresa generalmente debe identificar varias aplicaciones que usarán la misma infraestructura de comunicaciones, por ejemplo, leyendo un medidor, monitoreando la calidad de la energía, conexión remota y desconexión de clientes, permitiendo la respuesta de la demanda, etc. Idealmente, la infraestructura de comunicaciones no solo admite aplicaciones a corto plazo, pero aplicaciones imprevistas que surgirán en el futuro. Las acciones reglamentarias o legislativas también pueden impulsar las utilidades para implementar piezas de un rompecabezas de la red inteligente. Cada utilidad tiene un conjunto único de controladores comerciales, normativos y legislativos que guían sus inversiones. Esto significa que cada utilidad tomará un camino diferente para crear su red inteligente y que las diferentes utilidades crearán redes inteligentes a diferentes tasas de adopción.
Algunas características de las redes inteligentes atraen la oposición de las industrias que actualmente son, o esperan brindar servicios similares. Un ejemplo es la competencia con los proveedores de Internet por cable y DSL de banda ancha a través del acceso a internet de línea eléctrica. Los proveedores de sistemas de control SCADA para redes han diseñado intencionalmente hardware, protocolos y software patentados para que no puedan interoperar con otros sistemas a fin de vincular a sus clientes con el proveedor.
La incorporación de las comunicaciones digitales y la infraestructura informática con la infraestructura física existente de la red plantea desafíos y vulnerabilidades inherentes. Según la Revista de Seguridad y Privacidad de IEEE, la red inteligente requerirá que las personas desarrollen y usen una gran infraestructura de computadoras y comunicaciones que apoye un mayor grado de conciencia situacional y que permita operaciones de comando y control más específicas. Este proceso es necesario para respaldar los sistemas principales, como la medición y el control de la zona de demanda amplia, el almacenamiento y el transporte de electricidad, y la automatización de la distribución eléctrica.
Robo de energía / pérdida de potencia
Varios sistemas de «red inteligente» tienen funciones duales. Esto incluye los sistemas de Infraestructura de Medición Avanzada que, cuando se usan con varios software, se pueden usar para detectar el robo de energía y, mediante un proceso de eliminación, detectar dónde se han producido fallas en los equipos. Estos se suman a sus funciones principales de eliminar la necesidad de medir el contador humano y medir el tiempo de uso de la electricidad.
La pérdida de potencia mundial, incluido el robo, se estima en aproximadamente doscientos mil millones de dólares anuales.
El robo de electricidad también representa un desafío importante cuando se proporciona un servicio eléctrico confiable en los países en desarrollo.
Implementaciones e intentos de implementaciones
Enel. El primer y más grande ejemplo de una red inteligente es el sistema italiano instalado por Enel SpA de Italia. Terminado en 2005, el proyecto Telegestore era muy inusual en el mundo de los servicios públicos porque la empresa diseñó y fabricó sus propios medidores, actuó como su propio integrador de sistemas y desarrolló su propio software de sistema. El proyecto Telegestore es ampliamente considerado como el primer uso a escala comercial de la tecnología de red inteligente para el hogar, y ofrece ahorros anuales de 500 millones de euros a un costo de proyecto de 2.100 millones de euros.
Departamento de Energía de EE. UU. – ARRA Smart Grid Project: uno de los programas de despliegue más grandes en el mundo hasta la fecha es el Programa Smart Grid del Departamento de Energía de EE. UU. Financiado por la Ley de Recuperación y Reinversión de Estados Unidos de 2009. Este programa requirió utilidades individuales. Se invirtió un total de más de $ 9 mil millones en fondos públicos / privados como parte de este programa. Las tecnologías incluyen Advanced Metering Infrastructure, que incluye más de 65 millones de medidores «inteligentes» avanzados, sistemas de interfaz de cliente, automatización de distribución y subestaciones, sistemas de optimización Volt / VAR, más de 1.000 sincrofasores, clasificación de línea dinámica, proyectos de seguridad cibernética, sistemas de gestión de distribución avanzada, almacenamiento de energía Sistemas y Proyectos de Integración de Energías Renovables. Este programa consistió en Becas de Inversión (matching), Proyectos de Demostración, Estudios de Aceptación del Consumidor y Programas de Educación de la Fuerza Laboral. Los informes de todos los programas de servicios públicos individuales, así como los informes de impacto generales se completarán en el segundo trimestre de 2015.
Austin, Texas. En los EE. UU., La ciudad de Austin, Texas, ha estado trabajando en la construcción de su red inteligente desde 2003, cuando su utilidad reemplazó 1/3 de sus medidores manuales por medidores inteligentes que se comunican a través de una red de malla inalámbrica. Actualmente administra 200,000 dispositivos en tiempo real (medidores inteligentes, termostatos inteligentes y sensores en toda su área de servicio) y espera soportar 500,000 dispositivos en tiempo real en 2009, brindando servicio a 1 millón de consumidores y 43,000 negocios.
Boulder, Colorado completó la primera fase de su proyecto de red inteligente en agosto de 2008. Ambos sistemas usan el medidor inteligente como una puerta de entrada a la red de automatización del hogar (HAN) que controla enchufes inteligentes y dispositivos. Algunos diseñadores de HAN favorecen la desacoplamiento de las funciones de control del medidor, por la preocupación de futuros desajustes con los nuevos estándares y tecnologías disponibles en el segmento de negocios en rápido movimiento de dispositivos electrónicos domésticos.
Hydro One, en Ontario, Canadá, se encuentra en medio de una iniciativa Smart Grid a gran escala, que despliega una infraestructura de comunicaciones conforme a los estándares de Trilliant. Para fines de 2010, el sistema atenderá a 1,3 millones de clientes en la provincia de Ontario. La iniciativa ganó el premio «Best AMR Initiative in North America» de la Red de planificación de servicios públicos.
La ciudad de Mannheim, en Alemania, está utilizando comunicaciones en tiempo real de Banda Ancha de Banda Ancha (BPL) en su proyecto Model City Mannheim «MoMa».
Adelaide en Australia también planea implementar una red eléctrica verde Smart Grid localizada en la remodelación de Tonsley Park.
Sydney también en Australia, en asociación con el gobierno australiano implementó el programa Smart Grid, Smart City.
Évora. InovGrid es un proyecto innovador en Évora, Portugal que pretende equipar la red eléctrica con información y dispositivos para automatizar la gestión de la red, mejorar la calidad del servicio, reducir los costos operativos, promover la eficiencia energética y la sostenibilidad ambiental y aumentar la penetración de las energías renovables y vehículos eléctricos . Será posible controlar y gestionar el estado de toda la red de distribución de electricidad en un instante dado, permitiendo a los proveedores y compañías de servicios energéticos utilizar esta plataforma tecnológica para ofrecer a los consumidores información y productos y servicios energéticos de valor agregado. Este proyecto para instalar una red energética inteligente coloca a Portugal y EDP a la vanguardia de la innovación tecnológica y la prestación de servicios en Europa.
E-Energy: en los llamados proyectos E-Energy, varias empresas alemanas están creando el primer nucleolo en seis regiones modelo independientes. Un concurso de tecnología identificó este modelo de regiones para llevar a cabo actividades de investigación y desarrollo con el objetivo principal de crear un «Internet de la Energía».
Massachusetts. Uno de los primeros intentos de implementación de tecnologías de «red inteligente» en los Estados Unidos fue rechazado en 2009 por los reguladores de electricidad de la Mancomunidad de Massachusetts, un estado de los EE. UU. Según un artículo en el Boston Globe, la subsidiaria Western Massachusetts Electric Co. de Northeast Utilities intentó crear un programa de «red inteligente» que utilizaba subsidios públicos que cambiarían a los clientes de bajos ingresos del pago posterior a la facturación prepaga (usando «smart» tarjetas «) además de las tarifas especiales» elevadas «especiales para la electricidad utilizada por encima de una cantidad predeterminada. Este plan fue rechazado por los reguladores ya que «erosionó las protecciones importantes para los clientes de bajos ingresos contra los cierres». Según el Boston Globe, el plan «se enfocó injustamente en clientes de bajos ingresos y eludió las leyes de Massachusetts destinadas a ayudar a los consumidores con problemas a mantener las luces encendidas». Un portavoz de un grupo ambientalista que apoya los planes de redes inteligentes y el plan de «red inteligente» de Western Massachusetts mencionado anteriormente, dijo: «Si se usa adecuadamente, la tecnología de red inteligente tiene un gran potencial para reducir la demanda máxima, lo que nos permitiría cerrar algunas de las plantas de energía más viejas y sucias … Es una herramienta «.
El consorcio eEnergy Vermont es una iniciativa estatal en Vermont, financiada en parte a través de la Ley de Recuperación y Reinversión Americana de 2009, en la que todas las empresas eléctricas del estado han adoptado rápidamente una variedad de tecnologías Smart Grid, incluyendo aproximadamente el 90% de Despliegue de Infraestructura de Medición, y actualmente están evaluando una variedad de estructuras dinámicas de tasas.
En los Países Bajos se inició un proyecto a gran escala (> 5000 conexiones,> 20 socios) para demostrar las tecnologías integradas de redes inteligentes, los servicios y los casos comerciales.
LIFE Factory Microgrid (LIFE13 ENV / ES / 000700) es un proyecto demostrativo que forma parte del programa LIFE + 2013 (Comisión Europea), cuyo objetivo principal es demostrar, mediante la implementación de una red inteligente industrial a gran escala, que las microrredes pueden convertirse en una sola. de las soluciones más adecuadas para la generación y gestión de energía en fábricas que quieren minimizar su impacto ambiental.
Implementaciones OpenADR
Ciertas implementaciones utilizan el estándar OpenADR para el deslastre de carga y la reducción de la demanda durante períodos de mayor demanda.
China
El mercado de la red inteligente en China se estima en $ 22.3 mil millones con un crecimiento proyectado a $ 61.4 mil millones para 2015. Honeywell está desarrollando un piloto de respuesta de demanda y un estudio de factibilidad para China con State Grid Corp. de China utilizando el estándar de respuesta de demanda OpenADR. The State Grid Corp., la Academia de Ciencias de China y General Electric tienen la intención de trabajar juntos para desarrollar estándares para el despliegue de la red inteligente de China.
Reino Unido
El estándar OpenADR se demostró en Bracknell, Inglaterra, donde el uso máximo en edificios comerciales se redujo en un 45 por ciento. Como resultado del piloto, Scottish and Southern Energy (SSE) dijo que conectaría hasta 30 edificios comerciales e industriales en Thames Valley, al oeste de Londres, con un programa de respuesta a la demanda.
Estados Unidos
En 2009, el Departamento de Energía de EE. UU. Otorgó una subvención de $ 11 millones a Southern California Edison y Honeywell por un programa de respuesta a la demanda que rechaza automáticamente el uso de energía durante las horas pico para los clientes industriales participantes. El Departamento de Energía otorgó una donación de $ 11.4 millones a Honeywell para implementar el programa utilizando el estándar OpenADR.
Hawaiian Electric Co. (HECO) está implementando un proyecto piloto de dos años para evaluar la capacidad de un programa de ADR para responder a la intermitencia de la energía eólica. Hawaii tiene el objetivo de obtener el 70 por ciento de su energía de fuentes renovables para el año 2030. HECO dará incentivos a los clientes para reducir el consumo de energía dentro de los 10 minutos de una notificación.
Pautas, estándares y grupos de usuarios
Parte de IEEE Smart Grid Initiative, IEEE 2030.2 representa una extensión del trabajo dirigido a sistemas de almacenamiento de servicios públicos para redes de transmisión y distribución. El grupo IEEE P2030 espera entregar a principios de 2011 un conjunto general de directrices sobre interfaces de redes inteligentes. Las nuevas directrices cubrirán áreas que incluyen baterías y supercondensadores, así como volantes. El grupo también ha elaborado una guía de redacción del esfuerzo 2030.1 para integrar vehículos eléctricos en la red inteligente.
IEC TC 57 ha creado una familia de estándares internacionales que se pueden usar como parte de la red inteligente. Estas normas incluyen IEC 61850, que es una arquitectura para la automatización de subestaciones, e IEC 61970/61968, el Modelo de información común (CIM). El CIM proporciona semántica común que se utilizará para convertir los datos en información.
OpenADR es un estándar de comunicaciones de red inteligente de código abierto utilizado para aplicaciones de respuesta a la demanda. Normalmente se usa para enviar información y señales para hacer que los dispositivos que utilizan energía eléctrica se apaguen durante los períodos de mayor demanda.
MultiSpeak ha creado una especificación que admite la funcionalidad de distribución de la red inteligente. MultiSpeak tiene un conjunto robusto de definiciones de integración que admite casi todas las interfaces de software necesarias para una utilidad de distribución o para la parte de distribución de una utilidad integrada verticalmente. La integración de MultiSpeak se define mediante el lenguaje de marcado extensible (XML) y los servicios web.
El IEEE ha creado un estándar para admitir sincrofasores: C37.118.
El Grupo de usuarios internacionales de UCA analiza y respalda la experiencia real de los estándares utilizados en redes inteligentes.
Un grupo de tareas de servicios públicos dentro de LonMark International se ocupa de cuestiones relacionadas con la red inteligente.
Existe una tendencia creciente hacia el uso de la tecnología TCP / IP como una plataforma de comunicación común para aplicaciones de medidores inteligentes, de modo que las empresas de servicios públicos puedan implementar múltiples sistemas de comunicación, mientras usan la tecnología IP como una plataforma de administración común.
IEEE P2030 es un proyecto IEEE que desarrolla un «Borrador de guía para la interoperabilidad de la red inteligente de la tecnología energética y el funcionamiento de la tecnología de la información con el sistema de energía eléctrica (EPS) y aplicaciones y cargas de uso final».
El NIST ha incluido a ITU-T G.hn como una de las «Normas identificadas para la implementación» para la red inteligente «para la cual consideró que había un fuerte consenso entre las partes interesadas». G.hn es estándar para comunicaciones de alta velocidad sobre líneas eléctricas, líneas telefónicas y cables coaxiales.
OASIS EnergyInterop ‘- Un comité técnico de OASIS que desarrolla estándares XML para la interoperación energética. Su punto de partida es el estándar OpenADR de California.
Bajo la Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 (EISA), el NIST se encarga de supervisar la identificación y selección de cientos de estándares que se requerirán para implementar la Red Inteligente en los EE. UU. Estas normas serán referidas por el NIST al Regulador Federal de Energía. Comisión (FERC). Este trabajo ha comenzado y los primeros estándares ya han sido seleccionados para su inclusión en el catálogo Smart Grid de NIST.Sin embargo, algunos comentaristas han sugerido que los beneficios que podrían obtenerse de la estandarización de Smart Grid podrían verse amenazados por un número creciente de patentes que cubren la arquitectura y las tecnologías de Smart Grid. Si las patentes que cubren elementos estandarizados de Smart Grid no se revelan hasta que la tecnología se distribuya ampliamente en toda la red («bloqueado»), podrían ocurrir interrupciones significativas cuando los titulares de patentes busquen cobrar rentas no anticipadas de grandes segmentos del mercado.
Ranking GridWise Alliance
En noviembre de 2017, la organización sin fines de lucro GridWise Alliance junto con Clean Edge Inc., un grupo de energía limpia, publicaron clasificaciones para los 50 estados en sus esfuerzos por modernizar la red eléctrica. California fue clasificada número uno. Los otros estados principales fueron Illinois, Texas, Maryland, Oregon, Arizona, el Distrito de Columbia, Nueva York, Nevada y Delaware. «El informe de más de 30 páginas de la Alianza GridWise, que representa a las partes interesadas que diseñan, construyen y operan la red eléctrica, hace una profunda inmersión en los esfuerzos de modernización de la red en todo el país y los clasifica por estado».