Una rete intelligente è una rete elettrica che comprende una varietà di misure operative ed energetiche tra cui contatori intelligenti, elettrodomestici intelligenti, risorse energetiche rinnovabili e risorse energeticamente efficienti. Il condizionamento elettronico della potenza e il controllo della produzione e distribuzione di elettricità sono aspetti importanti della rete intelligente.

L’introduzione della tecnologia delle reti intelligenti implica anche una reingegnerizzazione fondamentale del settore dei servizi elettrici, sebbene l’utilizzo tipico del termine sia incentrato sull’infrastruttura tecnica.
Dall’inizio del XXI secolo, le opportunità di sfruttare i miglioramenti della tecnologia delle comunicazioni elettroniche per risolvere i limiti e i costi della rete elettrica sono diventate evidenti. Le limitazioni tecnologiche della misurazione non impongono più la media dei prezzi di picco dell’energia elettrica e vengono trasmesse a tutti i consumatori allo stesso modo. Parallelamente, crescenti preoccupazioni per i danni ambientali causati dalle centrali elettriche a combustibili fossili hanno portato al desiderio di utilizzare grandi quantità di energia rinnovabile. Forme dominanti come l’energia eolica e l’energia solare sono molto variabili, e quindi è emersa la necessità di sistemi di controllo più sofisticati, per facilitare la connessione delle fonti alla rete altrimenti altamente controllabile. Anche la potenza delle celle fotovoltaiche (e in misura minore delle turbine eoliche) ha messo in dubbio l’imperativo delle grandi centrali elettriche centralizzate. I costi in rapido calo indicano un cambiamento importante dalla topologia della rete centralizzata a quella altamente distribuita, con la potenza generata e consumata esattamente ai limiti della rete. Infine, la crescente preoccupazione per l’attacco terroristico in alcuni paesi ha portato a chiedere una rete energetica più robusta che sia meno dipendente dalle centrali elettriche centralizzate che sono state percepite come potenziali bersagli di attacco.

soluzioni
La rete intelligente comprende diversi tipi di soluzioni, in cui i colli di bottiglia devono essere assorbiti nella rete:

Regolare l’offerta – quando l’offerta rischia di diventare troppo grande per la rete locale, ad esempio un quartiere con molti pannelli solari.
Regolamentazione della domanda – quando l’offerta fluttua, questo può essere compensato da una domanda fluttuante in modo comparabile. Questo può essere fatto regolando il prezzo per il consumatore all’offerta. In una casa, il contatore intelligente, se nota che il prezzo è sceso, potrebbe dare un segnale all’automobile elettrica che potrebbe iniziare a caricarsi. Se questo accade su larga scala, l’offerta e la domanda rimangono equilibrate nonostante l’offerta fluttuante.
Un esempio concreto sono le reti sovraccaricate, ad esempio, nelle città sudafricane. Esistono contatori intelligenti per chiudere gli utenti, se la domanda diventa troppo grande.
I contatori intelligenti olandesi possono trasmettere la potenza utilizzata ogni 15 minuti a una stazione centrale dell’operatore di rete.

Gli operatori di rete olandesi hanno un budget di circa 10 miliardi per l’introduzione di circa 10 milioni di contatori intelligenti.,

Abbinamento dell’offerta e della domanda
La corrispondenza tra domanda e offerta locale viene spesso citata come motivo per l’introduzione di reti intelligenti, ma ciò non è necessario. I gestori di rete olandesi hanno una tradizione di reti locali fortemente sovradimensionate, costruite su un uso molto più pesante in futuro. Anche con molta elettricità generata localmente, la rete è ancora regolata come un’entità nazionale con le centrali elettriche già disponibili. Per quelle centrali elettriche, la domanda è leggermente inferiore per molte centrali elettriche locali.

I grandi generatori decentralizzati, come gli operatori del parco eolico, devono registrare la loro produzione con 24 ore di anticipo. Sono quindi obbligati a prevedere il loro rendimento con 24 ore di anticipo. Questo è molto possibile. Poiché questa generazione decentralizzata è prevista con 24 ore di anticipo, le centrali elettriche possono quindi adeguare la loro capacità di generazione. Nei Paesi Bassi e nel resto dell’UE, l’elettricità prodotta in modo sostenibile ha la priorità.

Economia

Prospettive di mercato
Nel 2009, il settore delle smart grid negli Stati Uniti è stato valutato a circa $ 21,4 miliardi – entro il 2014, supererà almeno $ 42,8 miliardi. Visto il successo delle reti intelligenti negli Stati Uniti, il mercato mondiale dovrebbe crescere a un ritmo più veloce, salendo da $ 69,3 miliardi nel 2009 a $ 171,4 miliardi entro il 2014. Con i segmenti che trarranno maggior beneficio saranno i venditori di hardware di misurazione intelligente e creatori di software usati per trasmettere e organizzare la massiccia quantità di dati raccolti a metri. Di recente, il World Economic Forum ha riferito che per i prossimi 25 anni (o $ 300 miliardi all’anno) è necessario un investimento di oltre $ 7,6 trilioni di dollari per modernizzare, espandere e decentralizzare l’infrastruttura elettrica con l’innovazione tecnica come chiave per la trasformazione.

Sviluppi dell’economia generale
Poiché i clienti possono scegliere i propri fornitori di elettricità, a seconda dei loro diversi metodi tariffari, l’attenzione dei costi di trasporto sarà aumentata. La riduzione dei costi di manutenzione e sostituzione stimolerà un controllo più avanzato.

Una rete intelligente limita precisamente l’energia elettrica a livello residenziale, distribuisce in rete energia e dispositivi di memorizzazione distribuiti su piccola scala, comunica informazioni sullo stato operativo e le esigenze, raccoglie informazioni sui prezzi e sulle condizioni della rete e sposta la griglia oltre il controllo centrale in una collaborazione Rete.

Stime e preoccupazioni di risparmio negli Stati Uniti e nel Regno Unito
Uno studio del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha calcolato che la modernizzazione interna delle reti statunitensi con funzionalità di rete intelligente farebbe risparmiare tra i 46 ei 117 miliardi di dollari nei prossimi 20 anni. Oltre a questi vantaggi di modernizzazione industriale, le caratteristiche della rete intelligente potrebbero espandere l’efficienza energetica oltre la rete domestica, coordinando dispositivi domestici a bassa priorità come gli scaldabagni, in modo che il loro uso di energia tragga vantaggio dalle fonti energetiche più desiderabili. Le reti intelligenti possono anche coordinare la produzione di energia da un gran numero di piccoli produttori di energia, come i proprietari di pannelli solari sul tetto, un accordo che altrimenti si rivelerebbe problematico per gli operatori dei sistemi di alimentazione presso le utenze locali.

Una domanda importante è se i consumatori agiranno in risposta ai segnali del mercato. Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) come parte dell’American Recovery and Reinvestment Act, Smart Grid Investment Grant and Demonstrations Program, ha finanziato studi speciali sul comportamento dei consumatori per esaminare l’accettazione, la fidelizzazione e la risposta dei consumatori sottoscritti a programmi di utilità basati sul tempo che coinvolgono infrastruttura di misurazione avanzata e sistemi per i clienti come display interni e termostati comunicanti programmabili.

Un’altra preoccupazione è che il costo delle telecomunicazioni per supportare pienamente le reti intelligenti potrebbe essere proibitivo. Un meccanismo di comunicazione meno costoso viene proposto utilizzando una forma di “gestione dinamica della domanda” in cui i dispositivi riducono i picchi spostando i loro carichi in reazione alla frequenza della rete. La frequenza di rete potrebbe essere utilizzata per comunicare informazioni sul carico senza la necessità di una rete di telecomunicazione aggiuntiva, ma non sosterrebbe la contrattazione economica o la quantificazione dei contributi.

Sebbene siano in uso tecnologie di rete intelligenti specifiche e comprovate, la rete intelligente è un termine aggregato per un insieme di tecnologie correlate su cui generalmente viene concordata una specifica, piuttosto che un nome per una tecnologia specifica. Alcuni dei vantaggi di una rete elettrica così modernizzata includono la capacità di ridurre il consumo di energia da parte dei consumatori durante le ore di punta, chiamata gestione lato domanda; consentire la connessione alla rete di potenza di generazione distribuita (con matrici fotovoltaiche, turbine eoliche, micro idroelettriche o anche generatori di calore combinati negli edifici); incorporare lo stoccaggio di energia della rete per il bilanciamento del carico di generazione distribuita; ed eliminando o contenendo guasti come i guasti a cascata della rete elettrica diffusa. La maggiore efficienza e affidabilità della rete intelligente dovrebbe far risparmiare denaro ai consumatori e contribuire a ridurre le emissioni di CO2.

Opposizioni e preoccupazioni
La maggior parte dell’opposizione e delle preoccupazioni si è concentrata sui contatori intelligenti e sugli elementi (come telecomando, disconnessione remota e tariffazione a tasso variabile) da essi abilitati. Quando si incontra l’opposizione ai contatori intelligenti, essi vengono spesso commercializzati come “reti intelligenti” che collegano la rete intelligente ai contatori intelligenti agli occhi degli oppositori. Punti specifici di opposizione o preoccupazione includono:

preoccupazioni dei consumatori sulla privacy, ad es. utilizzo dei dati di utilizzo da parte delle forze dell’ordine
preoccupazioni sociali sulla “giusta” disponibilità di energia elettrica
preoccuparsi del fatto che i sistemi di tassi complessi (ad esempio i tassi variabili) rimuovono la chiarezza e la responsabilità, consentendo al fornitore di trarre vantaggio dal cliente
preoccupazione per il “kill switch” controllato a distanza incorporato nella maggior parte dei contatori intelligenti
preoccupazioni sociali su abusi di stile Enron di leva informativa
preoccupazioni sul fornire i meccanismi del governo per controllare l’uso di tutte le attività che utilizzano il potere
preoccupazioni per le emissioni RF dei contatori intelligenti

Sicurezza
Mentre la modernizzazione delle reti elettriche nelle smart grid consente l’ottimizzazione dei processi quotidiani, una rete intelligente, essendo online, può essere vulnerabile agli attacchi informatici. I trasformatori che aumentano la tensione di elettricità creata nelle centrali elettriche per i viaggi a lunga distanza, le linee di trasmissione stesse e le linee di distribuzione che forniscono l’elettricità ai propri consumatori sono particolarmente sensibili. Questi sistemi si basano su sensori che raccolgono informazioni dal campo e quindi li consegnano ai centri di controllo, dove gli algoritmi automatizzano l’analisi e i processi decisionali. Queste decisioni vengono rimandate sul campo, dove le apparecchiature esistenti le eseguono. Gli hacker hanno il potenziale per interrompere questi sistemi di controllo automatico, tagliando i canali che consentono l’utilizzo dell’elettricità generata. Questo è chiamato un attacco Denial of Service o DoS. Possono anche lanciare attacchi di integrità che corrompono le informazioni trasmesse lungo il sistema così come gli attacchi di desincronizzazione che influenzano quando tali informazioni vengono consegnate nella posizione appropriata. Inoltre, gli intrusi possono accedere nuovamente tramite sistemi di generazione di energia rinnovabile e contatori intelligenti connessi alla rete, sfruttando le debolezze più specializzate o quelle la cui sicurezza non è stata considerata prioritaria. Poiché una griglia intelligente ha un gran numero di punti di accesso, come i contatori intelligenti, la difesa di tutti i suoi punti deboli può rivelarsi difficile. Vi è anche preoccupazione per la sicurezza dell’infrastruttura, in particolare per quanto riguarda la tecnologia delle comunicazioni. Le preoccupazioni riguardano principalmente la tecnologia delle comunicazioni nel cuore della rete intelligente. Progettato per consentire il contatto in tempo reale tra utenze e contatori nelle case dei clienti e nelle aziende, c’è il rischio che queste capacità possano essere sfruttate per azioni criminali o addirittura terroristiche.

Il furto di elettricità è un problema negli Stati Uniti in cui i contatori intelligenti utilizzati utilizzano la tecnologia RF per comunicare con la rete di trasmissione dell’energia elettrica. Le persone con conoscenze di elettronica possono ideare dispositivi di interferenza per far sì che lo smart meter riporti un numero inferiore rispetto all’utilizzo effettivo. Allo stesso modo, la stessa tecnologia può essere impiegata per far sembrare che l’energia che il consumatore sta usando sia utilizzata da un altro cliente, aumentando la bolletta.

Il danno da un cyberattacco ben eseguito e considerevole potrebbe essere esteso e di lunga durata. Una sottostazione inabilitata potrebbe richiedere da nove giorni a più di un anno per riparare, a seconda della natura dell’attacco. Può anche causare un’interruzione di ore in un piccolo raggio. Potrebbe avere un effetto immediato sull’infrastruttura dei trasporti, poiché i semafori e altri meccanismi di routing, nonché le apparecchiature di ventilazione per le strade sotterranee dipendono dall’elettricità. Inoltre, le infrastrutture che fanno affidamento sulla rete elettrica, compresi gli impianti di trattamento delle acque reflue, il settore della tecnologia dell’informazione e i sistemi di comunicazione potrebbero essere interessati

Il cyber-attacco della rete elettrica dell’Ucraina del dicembre 2015, il primo registrato nel suo genere, ha interrotto i servizi a quasi un quarto di milione di persone portando le sottostazioni offline. Il Council on Foreign Relations ha notato che gli stati hanno maggiori probabilità di essere gli autori di un attacco del genere in quanto hanno accesso alle risorse per realizzarlo, nonostante l’alto livello di difficoltà nel farlo. Le intrusioni informatiche possono essere utilizzate come parti di una più ampia offensiva, militare o meno. Alcuni esperti di sicurezza avvertono che questo tipo di evento è facilmente scalabile per le griglie altrove. La compagnia di assicurazioni Lloyd’s di Londra ha già modellato il risultato di un attacco cibernetico sull’interconnessione orientale, che ha il potenziale di colpire 15 stati, mettere 93 milioni di persone nell’oscurità e costare l’economia del paese da $ 243 miliardi a $ 1 trilioni di danni vari .

Secondo la sottocommissione per lo sviluppo economico, gli edifici pubblici e la gestione delle emergenze della Camera dei Rappresentanti degli Stati Uniti, la rete elettrica ha già visto un numero considerevole di intrusioni informatiche, con due su cinque che mirano a renderlo incapace. In quanto tale, il dipartimento di energia degli Stati Uniti ha privilegiato la ricerca e lo sviluppo per ridurre la vulnerabilità della rete elettrica agli attacchi informatici, citandoli come un “pericolo imminente” nella sua Quadriennale del 2014 sull’energia. Il Dipartimento dell’Energia ha anche identificato sia la resistenza agli attacchi che l’auto-guarigione come chiavi principali per garantire che la rete intelligente di oggi sia a prova di futuro. Sebbene esistano già normative in vigore, vale a dire gli standard di protezione delle infrastrutture critiche introdotte dal Consiglio per l’affidabilità elettrica del Nord America, un numero significativo di esse sono suggerimenti piuttosto che mandati. La maggior parte degli impianti e attrezzature per la generazione, la trasmissione e la distribuzione di elettricità sono di proprietà di soggetti privati, complicando ulteriormente il compito di valutare l’aderenza a tali standard. Inoltre, anche se le utility vogliono essere pienamente conformi, potrebbero scoprire che è troppo costoso farlo.

Alcuni esperti sostengono che il primo passo per aumentare le difese cibernetiche della rete elettrica intelligente sta completando un’analisi completa dei rischi delle infrastrutture esistenti, compresa la ricerca di software, hardware e processi di comunicazione. Inoltre, poiché le intrusioni stesse possono fornire informazioni preziose, potrebbe essere utile analizzare i registri di sistema e altri registri della loro natura e tempistica. Debolezze comuni già identificate utilizzando tali metodi dal Dipartimento per la sicurezza interna includono scarsa qualità del codice, autenticazione impropria e regole del firewall deboli. Una volta che questo passaggio è completato, alcuni suggeriscono che ha senso per poi completare un’analisi delle potenziali conseguenze dei suddetti fallimenti o carenze. Ciò include sia le conseguenze immediate sia gli impatti a cascata di secondo e terzo ordine sui sistemi paralleli. Infine, le soluzioni di mitigazione del rischio, che possono includere la semplice riparazione dell’inadeguatezza dell’infrastruttura o di nuove strategie, possono essere utilizzate per affrontare la situazione. Alcune di queste misure includono la ricodifica degli algoritmi del sistema di controllo per renderli maggiormente in grado di resistere e riprendersi dagli attacchi informatici o tecniche preventive che consentono un rilevamento più efficiente di modifiche insolite o non autorizzate ai dati. Le strategie per spiegare l’errore umano che possono compromettere i sistemi includono educare coloro che lavorano nel campo a diffidare di strane unità USB, che possono introdurre malware se inseriti, anche solo per controllarne il contenuto.

Altre soluzioni includono l’utilizzo di sottostazioni di trasmissione, reti SCADA vincolate, condivisione di dati basata su policy e attestazioni per contatori intelligenti vincolati.

Le sottostazioni di trasmissione utilizzano tecnologie di autenticazione delle firme one-time e costrutti di catena hash unidirezionali. Da allora, a questi vincoli è stato posto rimedio con la creazione di una tecnologia di verifica e firma rapida e l’elaborazione dei dati senza buffer.

Una soluzione simile è stata costruita per reti SCADA vincolate. Ciò comporta l’applicazione di un codice di autenticazione dei messaggi basato su hash su flussi di byte, convertendo il rilevamento di errori casuali disponibile sui sistemi legacy in un meccanismo che garantisce l’autenticità dei dati.

La condivisione dei dati basata su policy utilizza le misurazioni della griglia di alimentazione a griglia fine sincronizzata GPS per fornire una maggiore stabilità e affidabilità della griglia. Lo fa attraverso i requisiti synchro-phasor che vengono raccolti dalle PMU.

L’attestato per i contatori intelligenti vincolati affronta tuttavia una sfida leggermente diversa. Uno dei maggiori problemi con l’attestazione per i contatori intelligenti vincolati è che al fine di prevenire il furto di energia e simili attacchi, i fornitori di sicurezza informatica devono assicurarsi che il software dei dispositivi sia autentico. Per combattere questo problema, è stata creata e implementata un’architettura per reti intelligenti vincolate ad un livello basso nel sistema embedded.

Altre sfide da adottare
Prima che un’utilità installi un sistema di misurazione avanzato o qualsiasi tipo di sistema intelligente, deve costituire un caso aziendale per l’investimento. Alcuni componenti, come gli stabilizzatori del sistema di alimentazione (PSS) [chiarificazione necessaria] installati sui generatori sono molto costosi, richiedono un’integrazione complessa nel sistema di controllo della rete, sono necessari solo durante le emergenze e sono efficaci solo se sono presenti altri fornitori sulla rete. Senza alcun incentivo a installarli, i fornitori di energia elettrica non lo fanno. La maggior parte delle utility trova difficile giustificare l’installazione di un’infrastruttura di comunicazione per una singola applicazione (ad esempio la lettura dei contatori). Per questo motivo, un’utility deve tipicamente identificare diverse applicazioni che utilizzeranno la stessa infrastruttura di comunicazione, ad esempio, la lettura di un contatore, il monitoraggio della qualità dell’alimentazione, la connessione remota e la disconnessione dei clienti, l’attivazione della risposta alla domanda, ecc. Idealmente, l’infrastruttura di comunicazione non supporta solo le applicazioni a breve termine, ma le applicazioni non previste che si presenteranno in futuro. Le azioni normative o legislative possono anche guidare le utility per implementare pezzi di un puzzle di smart grid. Ogni utility ha un insieme unico di driver aziendali, normativi e legislativi che guidano i suoi investimenti. Ciò significa che ciascuna utility intraprenderà un percorso diverso per la creazione della propria smart grid e che diverse utility creeranno reti intelligenti a diversi livelli di adozione.

Alcune caratteristiche delle reti intelligenti attirano l’opposizione dalle industrie che sono attualmente o sperano di fornire servizi simili. Un esempio è la concorrenza con i fornitori di servizi via cavo e DSL da banda larga rispetto all’accesso internet powerline. I fornitori di sistemi di controllo SCADA per reti hanno intenzionalmente progettato hardware, protocolli e software proprietari in modo che non possano interagire con altri sistemi al fine di legare i propri clienti al fornitore.

L’integrazione delle comunicazioni digitali e dell’infrastruttura informatica con l’infrastruttura fisica esistente della rete pone sfide e vulnerabilità intrinseche. Secondo la rivista IEEE sulla sicurezza e la privacy, la rete intelligente richiederà che le persone sviluppino e utilizzino una grande infrastruttura informatica e di comunicazione che supporti un maggior grado di consapevolezza situazionale e che consenta operazioni più specifiche di comando e controllo. Questo processo è necessario per supportare i principali sistemi come la misurazione della domanda-risposta su vasta scala e il controllo, lo stoccaggio e il trasporto di energia elettrica e l’automazione della distribuzione elettrica.

Power Theft / Power Loss
Vari sistemi “smart grid” hanno una duplice funzione. Ciò include i sistemi di Advanced Metering Infrastructure che, se utilizzati con vari software, possono essere utilizzati per rilevare il furto di energia e per processo di eliminazione, rilevare dove si sono verificati guasti alle apparecchiature. Queste sono in aggiunta alle loro funzioni primarie di eliminare la necessità di misurare il contatore umano e misurare il tempo di utilizzo dell’elettricità.

La perdita mondiale di energia elettrica, compreso il furto, è stimata in circa duecento miliardi di dollari all’anno.

Il furto di energia elettrica rappresenta anche una grande sfida quando si fornisce un servizio elettrico affidabile nei paesi in via di sviluppo.

Distribuzioni e tentativi di distribuzione
Enel. Il primo, e uno dei più grandi, esempi di smart grid è il sistema italiano installato da Enel S.p.A. dell’Italia. Completato nel 2005, il progetto Telegestore è stato molto insolito nel mondo delle utility perché l’azienda ha progettato e costruito i propri contatori, ha agito come proprio integratore di sistema e ha sviluppato il proprio software di sistema. Il progetto Telegestore è ampiamente considerato come il primo utilizzo su scala commerciale della tecnologia smart grid per la casa e offre risparmi annuali di 500 milioni di euro a un costo di progetto di 2,1 miliardi di euro.

US Dept. of Energy – ARRA Smart Grid Project: uno dei più grandi programmi di implementazione nel mondo fino ad oggi è il programma Smart Grid del Dipartimento statunitense dell’energia, finanziato dalla American Recovery and Reinvestment Act del 2009. Questo programma richiedeva finanziamenti corrispondenti da utilità individuali. Un totale di oltre $ 9 miliardi di fondi pubblici / privati ​​sono stati investiti come parte di questo programma. Tecnologie incluse Advanced Metering Infrastructure, tra cui oltre 65 milioni di Advanced “Smart” Meters, sistemi di interfaccia cliente, automazione di distribuzione e sottostazione, sistemi di ottimizzazione Volt / VAR, oltre 1.000 sincrofasori, Dynamic Line Rating, progetti di sicurezza informatica, sistemi avanzati di gestione della distribuzione, accumulo di energia Sistemi e progetti di integrazione di energia rinnovabile. Questo programma consisteva in sovvenzioni per investimenti (matching), progetti dimostrativi, studi di accettazione dei consumatori e programmi di educazione della forza lavoro. I rapporti di tutti i programmi di utilità individuali e i rapporti di impatto generale saranno completati entro il secondo trimestre del 2015.

Austin, Texas. Negli Stati Uniti, la città di Austin, in Texas, sta lavorando alla costruzione della sua rete intelligente dal 2003, quando la sua utilità ha sostituito per la prima volta 1/3 dei suoi contatori manuali con contatori intelligenti che comunicano tramite una rete mesh wireless. Attualmente gestisce 200.000 dispositivi in ​​tempo reale (contatori intelligenti, termostati intelligenti e sensori in tutta l’area di servizio) e prevede di supportare in tempo reale 500.000 dispositivi in ​​servizio per 1 milione di utenti e 43.000 aziende.

Boulder, Colorado ha completato la prima fase del suo progetto di rete intelligente nell’agosto 2008. Entrambi i sistemi utilizzano lo smart meter come gateway per la rete di automazione domestica (HAN) che controlla prese e dispositivi intelligenti. Alcuni progettisti HAN preferiscono disaccoppiare le funzioni di controllo dal contatore, senza preoccuparsi di futuri disallineamenti con i nuovi standard e le tecnologie disponibili dal segmento di business in rapida evoluzione dei dispositivi elettronici domestici.

Hydro One, in Ontario, Canada si trova nel bel mezzo di un’iniziativa Smart Grid su larga scala, implementando un’infrastruttura di comunicazione conforme agli standard di Trilliant. Entro la fine del 2010, il sistema servirà 1,3 milioni di clienti nella provincia dell’Ontario. L’iniziativa ha vinto il premio “Best AMR Initiative in Nord America” ​​dalla Utility Planning Network.

La città di Mannheim in Germania utilizza le comunicazioni in tempo reale su banda larga Powerline (BPL) nel suo progetto “MoMa” Model City Mannheim.

Adelaide in Australia prevede inoltre di implementare una rete elettrica localizzata Smart Grid nella riqualificazione del Tonsley Park.

Sydney anche in Australia, in collaborazione con il governo australiano ha implementato il programma Smart Grid, Smart City.

Évora. InovGrid è un progetto innovativo a Évora, in Portogallo, che mira a dotare la rete elettrica di informazioni e dispositivi per automatizzare la gestione della rete, migliorare la qualità del servizio, ridurre i costi operativi, promuovere l’efficienza energetica e la sostenibilità ambientale e aumentare la penetrazione di energie rinnovabili e veicoli elettrici . Sarà possibile controllare e gestire lo stato dell’intera rete di distribuzione dell’energia elettrica in qualsiasi momento, consentendo a fornitori e società di servizi energetici di utilizzare questa piattaforma tecnologica per offrire ai consumatori informazioni e prodotti e servizi energetici a valore aggiunto. Questo progetto per l’installazione di una rete energetica intelligente pone il Portogallo e l’EDP all’avanguardia nell’innovazione tecnologica e nella fornitura di servizi in Europa.

E-Energy – Nei cosiddetti progetti E-Energy diverse utility tedesche stanno creando il primo nucleo in sei regioni modello indipendenti. Una competizione tecnologica ha identificato questo modello di regioni per svolgere attività di ricerca e sviluppo con l’obiettivo principale di creare una “Internet dell’energia”.

Massachusetts. Uno dei primi tentativi di distribuzione di tecnologie “smart grid” negli Stati Uniti è stato respinto nel 2009 dai regolatori dell’elettricità nel Commonwealth of Massachusetts, uno stato americano. Secondo un articolo del Boston Globe, la filiale della Western Massachusetts Electric Co. di Northeast Utilities tentò in realtà di creare un programma “smart grid” utilizzando sussidi pubblici che spostassero i clienti a basso reddito dalla fatturazione post-pagamento alla fatturazione pre-pagamento (usando “smart” carte “) in aggiunta alle tariffe speciali” premium “per l’elettricità utilizzata al di sopra di un importo predeterminato. Questo piano è stato respinto dai regolatori in quanto “eroso importanti protezioni per i clienti a basso reddito contro gli arresti”. Secondo il Boston Globe, il piano “ha indirizzato in modo sleale i clienti a basso reddito e ha aggirato le leggi del Massachusetts volte ad aiutare i consumatori in difficoltà a mantenere le luci accese”. Un portavoce di un gruppo ambientalista che supporta piani di reti intelligenti e il piano “smart grid” di Western Massachusetts “Electric”, in particolare, ha dichiarato: “Se usato correttamente, la tecnologia delle reti intelligenti ha un grande potenziale per ridurre la domanda di punta, che ci permetterebbe di spegnere alcune delle più vecchie e più sporche centrali elettriche … È uno strumento. ”

Il consorzio eEnergy Vermont è un’iniziativa statunitense in tutto il mondo in Vermont, finanziata in parte attraverso l’American Recovery and Reinvestment Act del 2009, in cui tutte le utility elettriche dello stato hanno adottato rapidamente una varietà di tecnologie Smart Grid, tra cui circa il 90% avanzato Implementazione di Metering Infrastructure e stanno attualmente valutando una varietà di strutture di rate dinamiche.

Nei Paesi Bassi è stato avviato un progetto su larga scala (> 5000 connessioni,> 20 partner) per dimostrare tecnologie integrate di smart grid, servizi e casi aziendali.

LIFE Factory Microgrid (LIFE13 ENV / ES / 000700) è un progetto dimostrativo che fa parte del programma LIFE + 2013 (Commissione europea), il cui obiettivo principale è dimostrare, attraverso l’implementazione di una smartgrid industriale su vasta scala, che le microgrid possono diventare una delle soluzioni più adatte per la generazione e la gestione dell’energia nelle fabbriche che vogliono minimizzare il loro impatto ambientale.

Implementazioni OpenADR
Alcune implementazioni utilizzano lo standard OpenADR per la riduzione del carico e la riduzione della domanda durante periodi di maggiore richiesta.

Cina
Il mercato delle reti intelligenti in Cina è stimato a $ 22,3 miliardi con una crescita prevista di $ 61,4 miliardi entro il 2015. Honeywell sta sviluppando un progetto pilota di risposta alla domanda e studio di fattibilità per la Cina con la State Grid Corp. della Cina utilizzando lo standard di risposta alla domanda OpenADR. La State Grid Corp., l’Accademia cinese delle scienze e la General Electric intendono lavorare insieme per sviluppare gli standard per il lancio della smart grid in Cina.

Regno Unito
Lo standard OpenADR è stato dimostrato a Bracknell, in Inghilterra, dove il picco di utilizzo negli edifici commerciali è stato ridotto del 45%. Come risultato del progetto pilota, la Scottish and Southern Energy (SSE) ha affermato che collegherà fino a 30 edifici commerciali e industriali nella valle del Tamigi, a ovest di Londra, a un programma di risposta alla domanda.

stati Uniti
Nel 2009, il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha assegnato una sovvenzione di $ 11 milioni alla California meridionale Edison e Honeywell per un programma di risposta alla domanda che automaticamente riduce il consumo di energia durante le ore di punta per i clienti industriali partecipanti. Il Dipartimento dell’Energia ha assegnato una sovvenzione di $ 11,4 milioni a Honeywell per implementare il programma utilizzando lo standard OpenADR.

Hawaiian Electric Co. (HECO) sta implementando un progetto pilota di due anni per testare la capacità di un programma ADR di rispondere all’intermittenza dell’energia eolica. Le Hawaii hanno l’obiettivo di ottenere il 70% della propria energia da fonti rinnovabili entro il 2030. HECO offrirà ai clienti incentivi per ridurre il consumo energetico entro 10 minuti dalla notifica.

Linee guida, standard e gruppi di utenti
Parte della IEEE Smart Grid Initiative, IEEE 2030.2 rappresenta un’estensione del lavoro destinato ai sistemi di storage di utilità per le reti di trasmissione e distribuzione. Il gruppo IEEE P2030 prevede di consegnare all’inizio del 2011 una serie di linee guida generali sulle interfacce di rete intelligente. Le nuove linee guida copriranno aree quali batterie e supercondensatori e volani. Il gruppo ha anche elaborato uno schema 2030.1 per redigere linee guida per l’integrazione di veicoli elettrici nella rete intelligente.

IEC TC 57 ha creato una famiglia di standard internazionali che possono essere utilizzati come parte della rete intelligente. Questi standard includono IEC 61850 che è un’architettura per l’automazione delle sottostazioni e IEC 61970/61968 – il Common Information Model (CIM). Il CIM fornisce una semantica comune da utilizzare per trasformare i dati in informazioni.

OpenADR è uno standard di comunicazione smart grid open source utilizzato per le applicazioni di risposta alla domanda. Viene in genere utilizzato per inviare informazioni e segnali per disattivare i dispositivi che consumano energia elettrica durante i periodi di maggiore richiesta.

MultiSpeak ha creato una specifica che supporta la funzionalità di distribuzione della griglia intelligente. MultiSpeak ha un solido set di definizioni di integrazione che supporta quasi tutte le interfacce software necessarie per un’utilità di distribuzione o per la parte di distribuzione di un’utilità integrata verticalmente. L’integrazione di MultiSpeak è definita utilizzando un linguaggio di markup estensibile (XML) e servizi web.

L’IEEE ha creato uno standard per supportare i sincrofasori – C37.118.

L’UCA International User Group discute e supporta l’esperienza del mondo reale degli standard utilizzati nelle smart grid.

Un gruppo di task utility all’interno di LonMark International si occupa di problemi relativi alla rete intelligente.

C’è una crescente tendenza verso l’uso della tecnologia TCP / IP come piattaforma di comunicazione comune per le applicazioni di contatori intelligenti, in modo che le utility possano implementare più sistemi di comunicazione, mentre utilizzano la tecnologia IP come una piattaforma di gestione comune.

IEEE P2030 è un progetto IEEE che sviluppa una “Guida alla progettazione per l’interoperabilità Smart Grid delle tecnologie energetiche e delle operazioni informatiche con il sistema di alimentazione elettrica (EPS) e applicazioni e carichi finali”.

Il NIST ha incluso ITU-T G.hn come uno degli “Standard identificati per l’implementazione” per la Smart Grid “per la quale riteneva che vi fosse un forte consenso da parte degli stakeholder”. G.hn è lo standard per le comunicazioni ad alta velocità su linee elettriche, linee telefoniche e cavi coassiali.

OASIS EnergyInterop ‘- Un comitato tecnico OASIS che sviluppa standard XML per l’interoperabilità energetica. Il suo punto di partenza è lo standard California OpenADR.

In base alla legge sull’indipendenza e la sicurezza energetica del 2007 (EISA), il NIST è incaricato di supervisionare l’identificazione e la selezione di centinaia di standard che saranno richiesti per implementare la Smart Grid negli Stati Uniti. Questi standard saranno inviati dal NIST al Federal Energy Regulatory Commissione (FERC). This work has begun, and the first standards have already been selected for inclusion in NIST’s Smart Grid catalog. However, some commentators have suggested that the benefits that could be realized from Smart Grid standardization could be threatened by a growing number of patents that cover Smart Grid architecture and technologies. If patents that cover standardized Smart Grid elements are not revealed until technology is broadly distributed throughout the network (“locked-in”), significant disruption could occur when patent holders seek to collect unanticipated rents from large segments of the market.

GridWise Alliance rankings
In November 2017 the non-profit GridWise Alliance along with Clean Edge Inc., a clean energy group, released rankings for all 50 states in their efforts to modernize the electric grid. California was ranked number one. The other top states were Illinois, Texas, Maryland, Oregon, Arizona, the District of Columbia, New York, Nevada and Delaware. “The 30-plus page report from the GridWise Alliance, which represents stakeholders that design, build and operate the electric grid, takes a deep dive into grid modernization efforts across the country and ranks them by state.”