Durante más de tres años, la iniciativa europea SOGNO (Service Oriented Grid for the Network of the Future) ha investigado cómo la digitalización puede ayudar a crear las redes eléctricas del futuro, respondiendo así a las necesidades de modernización de la red eléctrica. Un conjunto de 13 socios desarrolló conjuntamente una solución de automatización escalable y rentable, que permite la supervisión y el control de la infraestructura eléctrica basada en datos. La solución aprovecha el 5G para ayudar a virtualizar los servicios de automatización y localizarlos en la infraestructura 5G Edge.
Combinada con sensores innovadores, técnicas de análisis de datos y TIC basadas en 5G, la solución desarrollada proporciona soporte a los operadores de sistemas de distribución (DSO) con control en tiempo real y toma de decisiones en la planificación.
El proyecto SOGNO forma parte de Horizonte 2020, programa de investigación e innovación de la Unión Europea que ha aportado 4 millones de euros para su financiación. Coordinado por Ericsson, cuyo informe de resultados se publicó en octubre, el proyecto abordó la necesidad creciente de que los DSO tuvieran información en tiempo real sobre el funcionamiento de la red eléctrica, así como para optimizar de forma remota sus procesos para una fuente de alimentación rentable, sin interrupciones y segura para los clientes.
El consorcio del proyecto está integrado por representantes de la industria, del mundo académico, y pequeñas y medianas empresas de diferentes países europeos: Alemania, Países Bajos, Rumanía, Estonia, Irlanda e Italia.
Ensayos en Irlanda y Rumanía
SOGNO llevó a cabo ensayos de campo a gran escala en redes de energía en vivo en Irlanda y Rumanía, así como pruebas 5G en el laboratorio de Ericsson. Las empresas de servicios públicos ESB Networks en Irlanda y CEZ Group en Rumanía participaron en las pruebas para explorar cómo la digitalización puede mejorar las operaciones y los servicios para los clientes. Ambas compañías querían minimizar los cortes debido a tormentas y otros posibles eventos que dañan las líneas eléctricas aéreas, así como aumentar la monitorización de la red y agregar aún más fuentes de energías renovables en sus redes eléctricas.
En Irlanda, el DSO ESB Networks contó con dos sitios de prueba en Kerry y Waterford que cubrían más de 530 km de líneas de media tensión. Los ensayos mostraron que el aumento de la monitorización de la red puede identificar fallas de manera más rápida. Además, las pruebas de campo permitieron conocer la estimación del estado, la calidad de la energía y la ubicación de la falla, así como el aislamiento y la restauración del servicio. Los servicios en la nube compatibles con 5G y las redes para el restablecimiento ofrecieron a ESB Networks la oportunidad de mejorar servicios y adaptar su red a las condiciones climáticas cambiantes y a las preferencias de los consumidores.
En Rumanía, CEZ Group emprendió el ensayo SOGNO para identificar cortes en tiempo real, así como para mejorar el sistema de restauración, la estimación de estado, la carga y previsión de generación y la calidad de la evolución de los KPI para la distribución del servicio.
CEZ Group desarrolló los proyectos piloto para mejorar la observabilidad de sus redes a través de la implementación de servicios de monitorización de próxima generación en redes de media y baja tensión, subestaciones y subestaciones secundarias. El ensayo se centró en las viviendas y en clientes comerciales. Se instalaron sensores (seis dispositivos en redes de media tensión y ocho en redes de baja tensión), a los que se unieron 14 unidades de medición de potencia. A través de los servicios de SOGNO implementados, CEZ obtuvo las medidas para todas las áreas adyacentes, permitiendo tener un control pleno de la red eléctrica en tiempo real.
Otras pruebas de campo
Las pruebas de campo desarrolladas en el marco del proyecto demostraron resultados aplicables a las redes eléctricas inteligentes. SOGNO incluyó el desarrollo e implementación de varios servicios de administración de energía, usando técnicas de inteligencia artificial basadas en el aprendizaje profundo. Después se validó su funcionalidad en redes de energía DSO así como en el laboratorio de la Universidad RWTH Aachen en Alemania. Mientras que, utilizando la red de energía del campus de RWTH, en Aquisgrán, se demostraron los servicios avanzados de monitorización de SOGNO y las herramientas de optimización que operan en una nube segura.
Asimismo, la prueba de campo de monitorización de calidad de energía y pronóstico de carga en la red eléctrica de ElektriLevi en Estonia, y la prueba en el laboratorio de energía de la Universidad Tecnológica de Tallin, demostraron y validaron los servicios SOGNO.
Infraestructura 5G
SOGNO contó con infraestructura 5G de baja latencia y comunicaciones de alta confiabilidad para dispositivos de medida y control virtualizando aplicaciones que fueron alojadas en la solución Ericsson 5G Edge. De esta manera, los servicios avanzados de SOGNO permiten reducir la necesidad de medición de dispositivos mientras se crea una imagen de alta precisión del estado de la red eléctrica.
Las pruebas de campo confirmaron que los servicios y dispositivos de SOGNO pueden mejorar la eficiencia operativa, confiabilidad y planificación de redes eléctricas. Los resultados mostraron que las comunicaciones inalámbricas 5G y LTE pueden proporcionar una comunicación fácil de implementar, actualizable, segura y confiable para soluciones y alojamiento de automatización de servicios de Edge.
Al mover la inteligencia a la nube, la automatización se puede virtualizar y ofrecer como un servicio. Además, integrando el aprendizaje profundo en los servicios de SOGNO, se permite a las empresas de servicios públicos implementar un enfoque de red basado en los datos de gestión, al tiempo que se requiere el despliegue de solo unos pocos nuevos dispositivos de medición en el campo.
El proyecto SOGNO verificó que las redes 5G pueden cumplir con los requisitos TIC para operar la supervisión de redes eléctricas a gran escala. Además, las pruebas en un entorno en vivo permitieron explorar cómo se puede configurar una red 5G para satisfacer las necesidades reales de las empresas de servicios públicos.
La infraestructura 5G Edge permite admitir el alojamiento local de SOGNO, servicios de automatización de redes de distribución y aumentar la resiliencia de la red eléctrica. Para empresas de servicios públicos que tienen configuración de red pública 5G, permite controlar directamente los parámetros de fiabilidad y seguridad de sus redes de comunicaciones.
Según los responsables del proyecto SOGNO, los resultados están siendo recogidos en una serie de nuevos proyectos de investigación e innovación y en desarrollos comerciales en curso y planificados.
El proyecto SOGNO logró su objetivo de combinar hardware, soluciones de software y actividades de investigación en diferentes áreas, como el aprendizaje profundo avanzado, la comunicación 5G y la virtualización en la nube, para validar una nueva filosofía de gestión de redes eléctricas basada en el concepto de automatización como servicio.