Algoritmo de flexibilidad AI en subestaciones BT/MT Historia de éxito

Redes Inteligentes con tecnología de Edge Computing

Los Gestores de Redes de Distribución (GRD) tienen que dar cabida a un número cada vez mayor de recursos energéticos distribuidos (DER) en la red de distribución. La presión es alta en la Red de Baja Tensión, ya que está mucho menos digitalizada y pone en jaque la resiliencia de la red. Además, la red de Media y Baja Tensión, con miles de Centros de Transformación eléctrica ampliamente distribuidos geográficamente, necesita información en tiempo real que la Nube no puede proporcionar por problemas de latencia, coste y escalabilidad.

Las tecnologías SCADA altamente orientadas a la automatización y con estructuras de datos propietarias, no son flexibles ni accesibles y tampoco cubren las necesidades de forma óptima. La solución está a medio camino entre la Nube y los SCADAs: Edge Computing.

Despliegue de la IA en la periferia. Objetivos del proyecto

El proyecto surge de la necesidad de Cuerva, en su proceso de digitalización, de tener una visión unificada de la red de distribución, integrando los distintos dispositivos típicos que puede haber en un centro de transformación, como el concentrador, el SABT, el SAMT o la remota de MT, en los distintos niveles de tensión en un único punto común, a través de sus distintos protocolos y formas de enviar el dato.

El objetivo principal es agilizar la toma de decisiones con datos en tiempo real. Entre estos algoritmos transformadores, destaca la iniciativa de establecer mercados locales de flexibilidad para los DSO. Esto se consigue mediante la aplicación de herramientas de predicción e IA, que permiten anticiparse a posibles problemas de calidad del suministro.

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‍‍Gridfy ha desarrollado e implementado el algoritmo de flexibilidad AI ubicado en una de las subestaciones de Cuerva y Barbara ha proporcionado la Plataforma Edge que despliega y orquesta la Inteligencia Artificial en el Edge y habilita técnicas MLOps para facilitar el reentrenamiento del algoritmo en el Edge.

Conexiones físicas

El Nodo Edge está conectado al Switch de comunicaciones existente (por fibra óptica en concreto) en el centro de transformación, contando con una IP dentro de la subred privada de Cuerva.

1. Concentrador. Se comunica mediante Web Services SOAP, llamando a la IP que tiene habilitada el concentrador para responder a dichos Web Services
2. SABT. Existe una conexión física mediante RJ-45 entre el Nodo y el SABT, llamando el Nodo mediante Web Services SOAP a la IP local habilitada
3. SAMT. Existe una conexión física mediante RJ-45 entre el Nodo y el SAMT, llamando el Nodo mediante protocolo IEC 60870-5-104
4. - Remota de MT. Existe una conexión física mediante DB9-RS485 entre el Nodo y la Remota, llamando el Nodo mediante protocolo MODBUS-RTU.

Los datos se envían a través de un Broker MQTT a una base de datos InfluxDB, optimizada para almacenar grandes volúmenes de series temporales. La visualización de los datos en diferentes dashboards y sinópticos se realiza en Grafana, conectando ambas tecnologías.

Aplicaciones instaladas

La administración de las aplicaciones instaladas corre a cargo de Panel Barbara diseñado para gestionar los dispositivos de borde desplegados sobre el terreno. La siguiente imagen ilustra el conjunto de aplicaciones desplegadas en el Nodo de Borde gestionado por la tecnología de Barbara.

• Aplicaciones generales: configuración de nombres, comunicaciones, telemetría de nodos, etc.
• Conectores industriales: Servicios Web SOAP, IEC 60870-5-104, MODBUS-RTU, Broker MQTT
• Bases de datos: InfluxDB
• Visualización de datos: Grafana
• Algoritmo propio: incluye el algoritmo de flexibilidad descrito anteriormente.

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Solución propuesta: Plataforma de IA EDGE de Barbara

La infraestructura de borde propuesta incluye un Nodo de Borde (Hardware) con el SO de Bárbara y la pila tecnológica de Bárbara apoyada en varios componentesque están distribuidos tanto en el Borde (en Nodos de Borde) como en la Nube.

- Barbara OS, es el Sistema Operativo Seguro por diseño, para Nodos Edge. Es un sistema operativo Linux y ha sido concebido para facilitar la conexión de equipos industriales a cualquier lógica de negocio, en la nube, pública o privada, y para ejecutar aplicaciones Edge Computing.

- Barbara API, es la interfaz de comunicación con el Edge que permite el uso de todos los productos de la plataforma Barbara. Te permite gestionar toda tu red de nodos Edge, instalar actualizaciones o gestionar tus aplicaciones Edge Computing a lo largo de su ciclo de vida.

- Barbara Panel, es el panel web para la gestión remota de los modelos Edgeapps e IA.

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Sobre Barbara

Barbara es la plataforma Edge AI líder para Operadores de Sistemas de Distribución. La Tecnología Industrial Edge de Barbara ofrece una serie de características únicas a los DSO:

● Algoritmos en contenedores multiautor que permitirán probar nuevos y novedosos modelos de negocio de flexibilidad y coexistir de forma cibersegura en los Nodos Edge. Cuerva podrá desplegar algoritmos propios y algoritmos desarrollados por terceros.

● Para certificar un nivel máximo de ciberseguridad, los Edge Nodes cumplirán la norma IEC 62443.

Una consola de control que permite supervisar, gestionar y actualizar de forma remota y cibersegura el firmware de los nodos Edge y sus algoritmos, permitiendo una escalabilidad ilimitada.

● Funcionalidades MLOps que facilitan el reentrenamiento del algoritmo en el Edge.

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