ENERGY, Lessons Learned

La energía eólica marina ha experimentado un gran crecimiento en los últimos años, con una importante reducción de costes que le ha permitido ser más competitiva. He tenido la suerte de participar en el proyecto ROMEO, una iniciativa que tiene el objetivo de desarrollar nuevas estrategias y sistemas de monitorización avanzados que permitan reducir los costes de operación y mantenimiento en los parques eólicos marinos (offshore), mediante el análisis del comportamiento real de los componentes fundamentales de las turbinas eólicas.

Dicha plataforma, centrada en la nube y el Internet de las cosas, nos servirá de ecosistema analítico avanzado para pronosticar los modelos de fallos; una herramienta que permitirá, comprender mejor el comportamiento en tiempo real de los principales componentes de los aerogeneradores en operación y su vida remanente. Ideas como, extender su vida útil y reducir sus costes de operación y mantenimiento son algunos de los objetivos de esta plataforma.
Los componentes de Indra que se utilizan en este proyecto son: iSPEED, Babel y Nodo. A continuación, vemos la relación entre ellos.

iSPEED se ha creado en un espacio global (GDS) como plataforma distribuida en Tiempo Real de transacción entre publicadores y suscriptores (objetos locales de los sistemas que comparten información a través de la plataforma), para que distribuya completamente los datos evitando posibles puntos de fallo. Y facilitando el monitoreo continuo de la red con capacidades de procesamiento de datos en tiempo real, incluida una amplia gama de dispositivos y protocolos y tecnologías.

iSPEED ha sido desarrollado para ser utilizado por el componente BABEL y un contenedor Docker para ser incrustado en el Nodo#1.

Babel es un administrador de comunicaciones en tiempo real, que permite la operabilidad entre diferentes sistemas y pertenece a un Centro de Control Remoto. Utiliza solo una interfaz, aunque estos sistemas pertenecen a redes diferentes.
Babel implementa protocolos de Maestros / Clientes como : IEC101, IEC104, DNP3, ICCP, MODBUS, iSPEED (DDS), MQTT, ODBC, OPC DA, OPC-UA y OPC-XML-DA, y también permite la implementación de protocolos propietarios.

El tercer componente Nodo, es un dispositivo que se utiliza para la adquisición de señales y sobre las cuales realizar un procesamiento. Estas señales deben cumplir con la arquitectura y los requisitos definidos en el alcance de dicha denominación.

Permite que se realicen análisis y recopilación de datos en la fuente de los datos. Las arquitecturas basadas en Edge Computing intentan resolver dos problemas importantes bien conocidos que han surgido en el despliegue del IoT tradicional el problema de volumen de información y el problema de latencia en la decisión asistida o automática.

Un aspecto muy importante para mencionar cuando se consideran las nuevas arquitecturas de Edge Computing, su capacidad de adaptación flexible y resistencia

La arquitectura del software Edge-Node se basa en los contenedores Docker, cada contenedor puede ejecutarse aislado del resto y puede implementarse en cualquier otra máquina, independientemente del sistema operativo host que se utilice. Esto permite que el sistema sea independiente de los contenedores que se estén ejecutando y que pueda implementar rápidamente nuevos contenedores sin ninguna modificación del host.

La arquitectura del contenedor perimetral se define mediante tres modelos de comunicación: Consumidores de información, que adquieren información de un tema mqtt para procesarlo, transformarlo, reenviarlo; Productores de información, que envían información al tema mqtt para que otros contenedores la utilicen y Prosumidores de información, que consumen información, la transforman y luego producen información para que otros nodos los usen.

Para proporcionar información entre productores y consumidores, es necesario utilizar un agente de información llamado MQTT. Toda la información generada por los productores se envía al agente de mqtt y se consume a través de otros contenedores.

Otra importante plataforma que posee Indra es el portal AGM que sirve para dar visibilidad a todo lo de las redes que no está abierta.

Active Grid Management (AGM) es una plataforma de monitorización y control de la red eléctrica en tiempo real (Real Monitoring Portal) que permite la gestión activa de la red de forma automática, así como la generación, operación y demanda, reduciendo los costes generales del sistema eléctrico y mejorando su fiabilidad para el control de renovables.
 
Abre la puerta al consumidor para gestionar su autoconsumo y participar activamente en nuevos modelos de negocio que mejoren la fiabilidad, eficiencia y sostenibilidad del sistema eléctrico.
AGM permite que generadores, operadores y consumidores intercambien servicios en tiempo real, de forma que se equilibre automáticamente la generación y la demanda de manera más eficiente, reduciendo los costes generales del sistema eléctrico y mejorando su fiabilidad.

Permite agregar  los puntos de consumo ( Virtual Power Plants (VPPs)) que enlaza diferentes pequeñas fuentes de energía, sobre todo renovables, gestionadas desde un único sistema de control. 

Este portal, como sistema de monitoreo de Datos distribuidos (DMS) se nutre de datos recopilados de EDGE DEVICES, dispositivos que estén instalados en casas, edificios, o de EDGE INTELLIGENT NODES: dispositivos fotovoltaicos, medidores inteligentes, analizadores ... en la red de baja tensión, a los que se les puedes embeber lógica, y se muestra el monitoreo y control del monitoreo integral de MV / LV / HV y RT Analytic.

Estaciones primarias y secundarias, sensores analizadores de red, nodos, que se utilizan según la demanda: hogar, edificios o para la industria. Estos nodos inteligentes conectan con la red con multiprotocolo, tienen fácil software desarrollable y se administran en remoto.

Si no disponemos de datos del edge (o nodos en el campo) podemos simularlos a través de OTS de las subestaciones secundarias y los clientes de baja tensión o

El portal te permite realizar análisis predictivos ( RT Grid Analitycs),  explotar la información, gestionar las medidas de clientes residenciales (AMI) y el Advance meterins abstractive (MDM),  la persistencia en un Big Data analitycs.

Los datos proceden del OTS o del SCADA DMS o del Nodo, toda esta información sube punto a punto al AMI o a la plataforma.

Dentro del portal está incluida iSPEED, como capa estandarizada  transversal; un espacio unificado de datos en Tiempo Real (RT Unificated Data space), plataforma distribuida de alto rendimiento para el intercambio de datos basada en los mecanismos de publicación/suscripción de DDS a la cual te puedes suscribir o no.

Te permite incluir algoritmos, tomar decisiones con anterioridad, hacer nuevos casos de uso. Y obtener datos en tiempo real, y hacer predicciones incluyendo alarmas o alertas sobre los datos que llegan al portal.

Toda la información se almacena en una base de datos MySQL bbdd de persistencia, que reportan los datos al portal AGM. Y existe un servidor que recoge la persistencia de datos Horarios (24 al día, de Horas, Minutos y Días).
Existe tb un servidor de persistencia Inlfuxdb de mayor capacidad que el mysql y que te permite llegar a obtener datos al segundo .Estos datos se almacenan en una nueva bbdd de persistencia Influxdb que también vuelca los datos al portal. Y a la plataforma en tiempo real iSPEED, también conectan el sistema Avanzado de mantenimiento y el IPA (de power analitycs para hacer análisis de los datos.

Otra experiencia de aprendizaje ha sido la oportunidad de trabajar para controlar el estado de la red eléctrica con el Sistema de Acompañamiento a la Conducción, (SAC) , sistema que muestra gráficamente al operador la estructura de las redes de transporte y distribución, y las funciones accesibles desde los clientes. Contiene un network management tool con vista grafica que te muestra una porción del esquema ortogonal, compuesta a su vez por los dispositivos que componen las redes de transporte y distribución y la manera en la que están conectados entre ellos: Subestaciones: (de AT a MT), Dispositivos de maniobras (DM), lista de parques (identificado cada uno por su nivel de tensión).

Conceptos como Linea Desenergizada, Drag&Drop, Grupo Electrogeno, Devanado, POE, Alarmas, Incidencias, son  importantes dentro de los circuitos eléctricos.

En este entorno se hacen análisis predictivos sobre posibles situaciones de alerta en la red para después poder llevar los resultados de como actuar a los centros de control , los cuales se encargan de llevar el control real del estado de la red día a día. Estos análisis consisten en análisis o desarrollo de una serie de requerimientos solicitados por los centros de control para predecir qué pasaría si se produjera una incidencia en la red.

Para ello se realiza un estudio, un diseño funcional, un plan de pruebas, y se recogen evidencias para comprobar dichos testeos.

La digitalización en la operación y el mantenimiento en el ámbito de O&M se considera como son desarrollos e iniciativas importantes a tener en cuenta en un proceso de penetración  tener en cuenta.

En los últimos años se ha pasado de enviar a los operarios a campo, con un entrenamiento previo limitado para realizar operaciones que implican manipulación de algunas instalaciones con riesgo elevado, en ocasiones sin saber con exactitud su localización, con instrucciones de la maniobra en papel y con la obligación de manejar diferentes dispositivos, a una operación actual donde se dispone de una plantilla previamente certificada en la operación, perfectamente ubicada en el espacio-tiempo a través del GIS, manteniendo desde el centro de operación una comunicación constante con él operario que está con las manos libres, donde se visualiza simultáneamente lo que él está haciendo en tiempo real. 

Esta manera de abordar las operaciones, está aportando innumerables ventajas tanto cualitativas como cuantitativas que encuentran en las nuevas tecnologías el driver que lo está posibilitando.
Existe Modelo digital integrado para un mundo enfocado en el menor uso del carbón y aumento de las energías renovables.

Existe u programa de distribución global que se dedican a Gestión de Interrupciones (Outage Management (OM)), Mantenimiento de Red (Network Mantenance (NM)) y Mantenimiento de Calidad (Quality Mantenence).

A su vez existe un programa de gestión de averías (DGA) está orientado a la comunicación con el cliente y a la eficiencia de la Operación de la Red, a partir de la mejora de los sistemas existentes y el desarrollo de nuevas soluciones digitales.

Como parte de la transformación digital, Endesa crea digI&N. digI&N divide la transformación digital en tres fases antes de acometer los cambios.

Esta transformación está basada en todo momento en una metodología Agil, teniendo como valor principal la creación de distintas Agile Rooms para transformar digitalmente los procesos end-to-end de la compañía.

Dichas iniciativas irán en línea de los objetivos de Digitalización de procesos complementarios a los de evolución de la red ya presentados y permiten obtener mínimos productos viables, necesarios para Enel para avanzar en la digitalización de la red.

¡Esta es mi visión de Energia de meses de aprendizaje!   ¡Energy flows where attention goes!