Reptes per a una xarxa intel·ligent.

Les característiques d'una xarxa intel·ligent, són diferents d'una xarxa elèctrica tradicional de manera que, poden presentar oportunitats per fer un sistema de generació i subministrament d'energia més fiable i resistent. 

Alguns reptes per la fiabilitat dels sistemes elèctrics actuals i pel futur immediat són:

1.- Infraestructura de xarxa heterogènia i envelleix a un ritme ràpid al mateix temps que adopten control digital i automatització avançada.

2.- La intermitència dels recursos energètics renovables, dificulten el lliurament d'energia en temps real a la demanda i, per tant, generen preocupacions per un servei de qualitat de servei.

3.- La liberalització dels mercats elèctrics ha creat expectatives per uns preus més racionals i millor qualitat del servei.

4.- L'augment de les tensions geopolítiques arreu del món, un altre aspecte que impacta sobre la fiabilitat són les guerres modernes i asimètriques, que provoquen pors de la seguretat ciberfísica amb atacs a la infraestructura del sistema.

5.- Garantir la seguretat dels consumidors i operadors és fonamental.

6.- Finalment, pel que fa a la tecnologia, existeixen noves funcionalitats per la detecció avançada, els temps de processament més ràpids i la intel·ligència artificial. Això. augmenta el llistó per a la consciència de la situació i els temps de resposta que s'espera per les exigències de la qualitat de servei.

Com a resultat, la necessitat de planificar fiabilitat a la xarxa intel·ligent, és un esforç empresarial i d'enginyeria impulsat per nombrosos factors, objectius que estan contradicció en un panorama que està en constant evolució pel que es refereix al maquinari, programari, polítiques i presa de decisions.

Les xarxes intel·ligents es defineixen com la integració de tecnologies d'energia, comunicacions i informació per a una infraestructura d'energia elèctrica que atengui  a les càrregues alhora que, evolucioni de forma contínua pel que te a veure en les aplicacions finals.

Hi ha dues característiques principals de les xarxes intel·ligents. Una definitòria que és la generació d'energia distribuïda per fonts intermitents. Els Recursos Energètics Distribuïts (DER) (és a dir, eòlics, solars i l'emmagatzematge) presenten una generació d'energia més modular, escalable i flexible. És necessari crear i millorar tècniques per prevenir avaries, integrar les energies renovables de manera més fluida a nivell de transport i distribució; i augmentar la electrificació dels vehicles elèctrics, edificis i altres dispositius de la xarxa.

Una altra característica de les xarxes intel·ligents, que les diferencia de la xarxa elèctrica tradicional, són  els sistemes de comunicacions digitals i els sistemes d'informació moderns formen part integral de la xarxa intel·ligent com els sistemes elèctrics. En conseqüència, la interoperabilitat entre les tres dimensions de la xarxa intel·ligent (energia, comunicacions i sistemes d'informació) esdevé fonamental per al funcionament, el rendiment i la robustesa, no només pels seus components, sinó pel seu conjunt. En conseqüència, la ciberseguretat esdevé tan important com la seguretat física de la infraestructura.

Si es pensa en el sistema de sistemes que és una xarxa intel·ligent en termes arquitectura d'interoperabilitat, tenim que:

1.- Sistemes d'energia:  Comprenen els dominis de generació d'energia, transport, distribució i clients, juntament amb el proveïdor de control, serveis i els mercats. És responsable de la generació, consum, transport i distribució d'energia .

2.- Sistemes de comunicacions: Inclou les xarxes i els dispositius de comunicacions que connecten diversos elements dins d'un domini, i entre dominis, entre si. La infraestructura troncal d'Internet, així com les LAN, constitueixen aquesta dimensió i gestionen el trànsit de dades per a les comunicacions.

3.- Sistemes de tecnologia de la informació: Relatiu a la infraestructura física de sistemes i xarxes informàtiques, servidors de bases de dades, dispositius IoT que resideixen en diversos dominis funcionals (com ara proveïdors de serveis, clients, mercats, etc.). Aquesta dimensió es refereix als fluxos de dades abstractes per a aplicacions específiques com ara la facturació, les activitats i ofertes de participació en el mercat, la supervisió de sensors, l'anàlisi i el control i la gestió de la distribució (DMS) i DER (DERMS).

En resum, la fiabilitat i la resiliència de les xarxes intel·ligents, requereix que no només els components dels sistemes elèctrics de la xarxa intel·ligent siguin fiables i resilients, sinó que els components i sistemes de comunicació i els sistemes d'informació també ho siguin. Ja existeix una gran quantitat de bones pràctiques sobre la fiabilitat per al disseny i el funcionament dels blocs per la construcció de les xarxes intel·ligents, però també hi ha noves oportunitats per a l'enginyeria i les bones pràctiques, en concret  pel que fa a les interaccions entre els diversos components i sistemes.

La fiabilitat dins dels sistemes Smart Grid es poden planificar i implementar segons les línies de les activitats següents:

1.- Identificar els components i les peces fiables que s'implementen en una xarxa intel·ligent.

2.- Conceptualitzar l'enginyeria per dissenyar els sistemes resilients que implementin funcionalitats específiques.

3.- Determinar nous processos de fiabilitat per implementar i operar tot el que te a veure en una Smart Grid.

4.- Contribuir amb els estàndards que integren les millors pràctiques i mètriques per a la fiabilitat  relacionats amb una xarxa intel·ligent.

Ramon Gallart