Optimización de la producción de energía con las últimas tecnologías de redes inteligentes

Las nuevas tecnologías están dando forma a la forma en que producimos, distribuimos y consumimos energía. La tecnología de red inteligente, una parte integral de la transformación digital de la energía, promete modernizar el sistema eléctrico tradicional con una infusión de inteligencia digital que ayuda a los proveedores de energía a hacer la transición hacia energía limpia y reducir las emisiones de carbono.

Solo en U.S. se han instalado casi 10 000 unidades de generación de electricidad, conectadas por más de 300 000 millas de líneas de transmisión y capaces de generar más de un millón de megavatios de energía. Pero la importación de tecnologías inteligentes de red trasciende las empresas de servicios públicos; las redes inteligentes también permiten a los consumidores tomar el control de su consumo de energía.

Históricamente, la red eléctrica ha sido una calle de sentido único. Las estaciones generadoras de energía producen electricidad y luego la distribuyen a los consumidores. El sistema es en gran medida pasivo, con poca información en tiempo real sobre el uso y la demanda.

Las redes inteligentes dan la vuelta a este modelo. Una red inteligente es una red eléctrica digital que suministra energía a los consumidores mediante una comunicación bidireccional interactiva, lo que permite un suministro de energía automatizado y avanzado y una letanía de oportunidades para que los consumidores controlen su uso y costos de electricidad.

Las redes inteligentes se basan en varios componentes, cada uno de los cuales desempeña un papel para garantizar un funcionamiento fluido en las operaciones:

• Medidores inteligentes: los medidores inteligentes miden el consumo de energía en tiempo real por parte del consumidor, proporcionando información detallada sobre los patrones de consumo tanto al consumidor como al proveedor de energía.
• Sensores y dispositivos de automatización: se instalan en toda la red para monitorear el voltaje, la corriente y la capacidad de carga (entre otras métricas). Pueden ajustar automáticamente los parámetros para evitar sobrecargas y apagones prolongados a gran escala.
• Redes de comunicación: la columna vertebral de cualquier red inteligente, las redes de comunicación facilitan la transmisión de datos entre varios componentes, incluidos sensores, dispositivos automatizados y centros de control. Los sistemas de transmisión pueden ser por cable o inalámbricos y utilizar una variedad de protocolos y tecnologías de comunicación (por ejemplo, Wi-Fi, Z-Wave, Zigbee y 4G/5G).
• Software y analytics: las redes inteligentes generan cantidades masivas de datos. Para gestionar, analizar e interpretar estos datos, las empresas de servicios públicos confían en software avanzado y herramientas de analytics. Este software, y los insights que proporciona, pueden ayudar a los proveedores a predecir patrones de demanda, identificar posibles problemas y optimizar la red de distribución.

Los sistemas Advanced de gestión de energía, como las redes inteligentes, pueden aprovechar Tecnología para ayudar a los consumidores y a las empresas de servicios públicos a rastrear el uso de energía.

Una de esas tecnologías es la infraestructura de medición avanzada (AMI). AMI mide, recopila y analiza el uso de energía de medidores inteligentes de electricidad, gas y/o agua de forma programada y predefinida. Luego, los datos se envían a los consumidores y a las empresas de energía para su monitoreo y facturación, lo que proporciona a todas las partes una comprensión clara de los patrones de consumo y permite un uso más eficiente de la energía.

La gestión de respuesta a la demanda (DRM) es otro tipo de tecnología de red inteligente. Facilitada por modelos de precios en tiempo real, donde los precios de la electricidad aumentan durante los períodos de alta demanda, la DRM prioriza la gestión de la demanda, alentando a los consumidores a reducir su consumo de energía durante los momentos de máxima carga.

Las unidades de medición fasorial (PMU) monitorean las ondas eléctricas en la red eléctrica utilizando una fuente de tiempo común para la sincronización. La sincronización horaria permite a las empresas de servicios públicos tomar medidas en múltiples ubicaciones dentro del sistema de distribución y combinarlas para obtener una imagen completa del estado del sistema.

Los proveedores de energía también pueden utilizar tecnologías de vehículo a red (V2G),también conocidas como integración de vehículo a red (VGI). Las baterías de los vehículos eléctricos son sistemas de almacenamiento de energía particularmente eficientes. Los sistemas V2G usan esa eficiencia transfiriendo la energía no utilizada del vehículo a la red inteligente, ayudando a equilibrar los picos en el consumo de electricidad y reduciendo la sobrecarga de la red durante las horas pico.

La tecnología de red inteligente tiene innumerables beneficios, incluida una mayor eficiencia y confiabilidad de la red y una fácil integración con fuentes de energía renovables. Sin embargo, para maximizar realmente los beneficios de una red inteligente, las empresas eléctricas también deben implementar estrategias de optimización efectivas. Para aprovechar al máximo su sistema de red inteligente, debe hacer lo siguiente:

Confíe en analytics avanzados

Aprovechar las analytics puede ayudar a predecir y gestionar el suministro y la demanda de energía de manera más eficaz. Inteligencia artificial (IA) y machine learning (ML) tecnología pueden analizar grandes cantidades de datos para obtener insights sobre los patrones de consumo de energía, los períodos de demanda máxima y el rendimiento de la red.

Las empresas de servicios públicos pueden aprovechar estos insights para optimizar las operaciones, mejorar la precisión de la forecasting, mejorar la eficiencia energética e identificar oportunidades para actualizaciones de infraestructura. Además, los algoritmos de IA pueden permitir la toma de decisiones y la automatización inteligentes, facilitando una gestión óptima de la red y reduciendo los costos operativos.

Supervise los datos de la red en tiempo real e implemente el mantenimiento predictivo

Mediante sensores, analytics y algoritmos de machine learning (ML), las Empresas de servicios públicos pueden monitorear los componentes de la red (por ejemplo, transformadores, subestaciones y líneas eléctricas) en tiempo real. Y el monitoreo de la red en tiempo real es vital para optimizar la tecnología de red inteligente.

Le permite identificar y rectificar inmediatamente fallas, fallas potenciales y problemas de calidad de energía. También le ayudará a implementar un programa de mantenimiento predictivo (PdM), que programa de forma proactiva las actividades de mantenimiento para reducir el tiempo de inactividad y mejorar la confiabilidad general de la red.

Además, los insights basados en datos del monitoreo de la red se pueden utilizar para optimizar las estrategias operativas, identificar áreas con altas pérdidas de energía y reducir las ineficiencias del sistema. También le ayudarán a responder rápidamente a los cambios en la demanda de electricidad, garantizando un suministro constante.

Integrar recursos energéticos distribuidos (DER)

La integración de DER, incluidas fuentes de energía renovables como sistemas fotovoltaicos (es decir, paneles solares), turbinas eólicas y sistemas de almacenamiento de energía, en la red puede hacerla más sostenible y resiliente. Estos sistemas de generación distribuida pueden devolver el exceso de electricidad a la red y reducir la dependencia de las centrales eléctricas tradicionales basadas en combustibles fósiles.

Las empresas de servicios públicos también pueden utilizar técnicas como algoritmos inteligentes de optimización de red para equilibrar la naturaleza intermitente de las fuentes de energía renovables y garantizar la estabilidad de la red. Además, el uso de DER promueve la producción local de energía y reduce las pérdidas de transmisión, mejorando la resiliencia general de la red.

Implementar medidas de ciberseguridad y privacidad de datos

Dado que las redes inteligentes dependen en gran medida de los sistemas interconectados y del intercambio de datos, son vulnerables a los ciberataques. La implementación de medidas integrales de ciberseguridad y privacidad de datos protegerá la integridad y la topología de la red y garantizará un servicio continuo.

Las estrategias de optimización deben incluir protocolos de cifrado robustos, segmentación de redes, sistemas de detección de intrusiones y auditorías de seguridad periódicas.

Además, preservar la privacidad de datos es crucial al recopilar y utilizar información confidencial, como patrones de consumo y datos personales. Priorizar la ciberseguridad y la privacidad de datos le ayudará a mantener la confianza y la confianza de sus consumidores, lo que facilitará una adopción más amplia de la Tecnología de redes inteligentes.

Maximice la resiliencia de la red con microrredes

En un momento en que los desastres y emergencias relacionados con el clima están en aumento, es primordial mejorar la red inteligente para lograr la máxima resiliencia. El uso de microrredes, sistemas autosuficientes capaces de generar y distribuir energía de forma independiente, puede proporcionar una ventaja significativa.

Las microrredes se pueden integrar perfectamente en la infraestructura de la red principal y pueden funcionar de forma autónoma durante los cortes de Power, lo que garantiza que las comunidades y las instalaciones críticas tengan acceso a la electricidad. La coordinación de las microrredes y la red principal facilitará el equilibrio de carga y la utilización de recursos y minimizará las interrupciones.

Utilice sistemas de almacenamiento de energía para aumentar la flexibilidad de la red

El almacenamiento de energía en la red implica almacenar el exceso de electricidad para su uso posterior mediante baterías, volantes de inercia, supercondensadores y almacenamiento hidroeléctrico por bombeo.

Las tecnologías de almacenamiento de energía permiten la recuperación y el almacenamiento eficientes del exceso de electricidad generado por fuentes renovables durante los períodos de menor demanda. El despliegue de sistemas de almacenamiento de energía en toda la red puede ayudar a las empresas de servicios públicos a equilibrar la oferta y la demanda, mitigar las fluctuaciones y garantizar un suministro de Power estable y confiable.

Además, el almacenamiento de energía mejora la flexibilidad de la red al permitir que las empresas eléctricas almacenen electricidad durante los períodos de baja demanda y la liberen durante las horas pico, lo que reduce la tensión en la red y minimiza la necesidad de generación de energía adicional.

Instalar sistemas de automatización y control de red

Los sistemas inteligentes de gestión de distribución que automatizan los componentes de la red inteligente (como subestaciones y alimentadores) pueden monitorear y controlar los flujos de energía, equilibrar las cargas y minimizar las pérdidas. Y las tecnologías de conmutación automatizada y autocorrección permiten una rápida detección y aislamiento de fallas, lo que reduce la duración de las interrupciones.

Solo podemos esperar que la rápida evolución de los sistemas energéticos continúe, y tal vez incluso se acelere, hacia un "internet de la energía", en el que los dispositivos inteligentes (como los sistemas de automatización del hogar) se comuniquen con la red inteligente para optimizar el uso de energía en un nivel aún más granular. .

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La tecnología de red inteligente cambia fundamentalmente la forma en que interactuamos con los sistemas de energía y el mercado eléctrico en el siglo XXI. Nos permite ser más conscientes de nuestro uso de energía y tomar decisiones más inteligentes, lo que nos permite construir un futuro energético más sostenible. Y con el enfoque correcto, todos podemos ser parte de la revolución.