Cuatro Aplicaciones del Edge Computing en el Sector Eléctrico

5 de noviembre de 2021, by Juan Pérez-Bedmar

El sector eléctrico vive una revolución y el Edge Computing se está posicionando como su gran aliado. Pero, ¿en qué casos de uso se está aplicando esta tecnología?

 

El sector energético está inmerso en una profunda transformación debido a varios fenómenos ligados entre sí: la descentralización de la generación de la electricidad, la aparición del prosumidor que genera y consume energía así como nuevos agentes en la parte de la demanda y la incorporación creciente de fuentes renovables.

Esta transformación está generando nuevos modelos de relación entre los proveedores de servicios y los usuarios finales (como la aparición de comunidades energéticas o de mercados de flexibilidad de la demanda) y obligando a las empresas del sector a acometer grandes cambios.

 

El Edge Computing en el sector eléctrico

 

Entre esos grandes cambios está la digitalización de procesos que permita recoger información e incluso predecir escenarios futuros, lo que implica la necesidad de recoger muchos datos, analizarlos y entender qué decisiones deben tomarse y qué acciones deben ejecutarse.

Para poder hacer este tratamiento más eficiente, un nuevo modelo de computación está sobresaliendo con fuerza en la industria: el Edge Computing. Se trata de complementar el procesamiento en infraestructuras de cloud centralizadas, con algoritmos de Machine Learning o Inteligencia Artificial ejecutados en los extremos de la red. Es decir, en nodos más cercanos a donde se capturan los datos.

Este modelo de computación se está extendiendo muy rápido: si en 2019 Grand View Research cifraba el valor del mercado del Edge Computing en 3.500 millones de dólares, la misma firma asegura hoy, que esta cifra ascenderá hasta los 43.400 millones de dólares en 2027, siguiendo un crecimiento anual del 37.4%. Y la principal razón de esta tendencia es que aporta 3 grandes ventajas para el sector industrial frente a la centralización de la computación en un único punto (la nube):

  1. Mayor escalabilidad: al distribuir el almacenamiento y tratamiento en muchas localizaciones, el crecimiento de la inversión en infraestructura y capacidades para un mayor volumen de tráfico o mejores algoritmos es más controlado
  1. Mayor seguridad y soberanía del dato: al no abandonar su localización de origen, los riesgos de ciberseguridad por robo o acceso indebido a información son menores
  1. Mayor número de datos tratados y menos latencia en las respuestas: Las frecuencias de análisis permiten trabajar con miles de datos de manera casi instantánea, y los tiempos de análisis y respuesta se sitúan en el orden de milisegundos. Esto permite casos de uso de tiempo casi real, impensables en los entornos cloud más orientados al análisis offline de lotes de información

El uso de Edge Computing ya se está materializando en casos de uso muy concretos que las empresas del sector eléctrico están empezando a poner en marcha.

 
Caso de Exito - Edge Computing centros transformación Grupo Cuerva
 

1. Edge computing para la virtualización de centros de transformación

Ésta es posiblemente la aplicación de mayor relevancia en el sector. Los centros de transformación eléctrica de media a baja tensión son las infraestructuras encargadas de adaptar la energía eléctrica para que pueda ser consumida por los ciudadanos en sus hogares. Forman parte de la red de distribución, y se cuentan por centenares de miles en un país del tamaño de España.

 
Edge Computing for Substations

Estos centros de transformación tienen una serie de equipos industriales cuya digitalización puede aportar una información tremendamente valiosa tanto a los operadores de los centros como a los propios fabricantes o incluso a los usuarios finales.

La Plataforma Tecnológica Española de Redes Eléctricas FUTURED, una asociación que engloba tanto a distribuidoras eléctricas como a fabricantes y a centros tecnológicos del sector eléctrico, tiene un grupo de trabajo especialmente enfocado en esta labor de digitalizar y dotar de inteligencia a los centros de transformación, y es algo en lo que la gran mayoría de distribuidores están implicados.

El elemento central de esta “virtualización” de los centros de transformación es el Transformador Inteligente. A través de tecnologías de Inteligencia Artificial y Edge Computing se desarrollan aplicaciones que permitan predecir y anticipar la demanda o detectar potenciales averías incluso antes de que ocurran (lo que se conoce como mantenimiento predictivo).


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Además estas aplicaciones de edge computing también posibilitan acciones como la regulación dinámica en tiempo real de alimentación a las diferentes líneas en la que ahora cuelgan nuevos elementos como cargadores eléctricos o baterías que sirvan para atender esa demanda estimada en cada momento, para prevenir fallos en los equipos que obliguen a realizar desplazamientos innecesarios, y para generar nuevos servicios que aumenten el ROI de toda la cadena de valor.

 

2. Edge computing para detección de fraudes

Muy en línea con la iniciativa anterior, una aplicación de edge computing complementaria que se está poniendo en marcha desde los centros de transformación, es el desarrollo de algoritmos de inteligencia artificial que puedan detectar posibles fraudes en el consumo de la red de baja tensión.

El consumo de energía eléctrica mediante enganches ilegales a la red de distribución supone un aumento no previsto de la demanda que puede ocasionar grandes pérdidas a las compañías distribuidoras por averías e incendios en sus centros de transformación. Además, estas fallas suelen generar graves perjuicios a otros ciudadanos que ven afectado su suministro como consecuencia.

Es por ello que una preocupación importante de las compañías distribuidoras es la detección temprana de este tipo de irregularidades que les permitan por un lado, proteger a sus equipos y centros de distribución y por otro no desatender sus clientes legítimos.

 

3. Edge computing para atender la generación distribuida

Smart grids Edge Computing Barbara IoT
smart grids

Uno de los cambios más importantes que se están produciendo en el mercado eléctrico es el propio papel de los usuarios finales. Si tradicionalmente han sido meros consumidores de la energía, con el auge de las instalaciones de autoconsumo solar, cada vez empiezan a surgir más y más “prosumidores”.

En los hogares y centros industriales comienzan a surgir pequeñas “centrales” de generación de energía que cuentan con nuevos elementos como baterías o cargadores de vehículos eléctricos que alteran el balance de oferta y demanda de energía tradicional. Las redes de baja tensión dejan de ser unidireccionales (desde los centros de transformación a los puntos de suministro) para convertirse en redes bidireccionales.

A este escenario se suman, además la aparición de nuevos modelos de producción y consumo de la energía, como las comunidades energéticas o los agregadores de demanda, donde grupos de ciudadanos y empresas (hasta barrios enteros) se agrupan para generar, repartirse o vender la energía.

Todo ello hace que surja la necesidad de poder gestionar una gran cantidad de elementos tremendamente distribuidos de forma que se pueda optimizar el reparto y distribución de energía. Es por ello que muchas empresas, tanto proveedoras de servicios de autoconsumo como incluso distribuidores, están desarrollando aplicaciones de Edge Computing que permiten realizar una gestión inteligente de todos estos activos y tratar de manera agregada a todos ellos.

 

4. Edge computing como vía para la servitización

Un último caso que merece la pena destacar es el de la servitización. El concepto de servitización implica un cambio de modelo de negocio y casi un cambio cultural en las empresas. Consiste en pasar de un modelo de grandes inversiones en activos a un nuevo modelo, mucho más flexible, de pago por servicios y por uso de productos.

Este nuevo paradigma de relación permite, por ejemplo, a fabricantes de aparamenta eléctrica y de electrónica de potencia, tener una nueva vía de ingresos con una oferta de alto valor añadido para sus clientes. Gracias a aplicaciones y algoritmos de Edge Computing, dotan de inteligencia a sus activos industriales, lo que les permite aportar información extremadamente valiosa para la propia operación de las plantas o instalaciones que sus clientes, compañías industriales y de operación de redes eléctricas, tienen que gestionar.

 

Barbara, la plataforma Edge Industrial Cibersegura

El Edge Computing se está implantando como uno de los mecanismos que mayor aceleración de la transformación digital está trayendo al sector eléctrico. Para ser capaz de gobernar este nuevo modelo de inteligencia distribuida es necesario contar con una plataforma en el Edge como el de Barbara.

Barbara es una plataforma edge industrial diseñada con la ciberseguridad por diseño orientada al gobierno de la inteligencia distribuida que permite:

  1. Conectar, analizar y gestionar datos provenientes de tus activos industriales e integrarlos con tu lógica de negocio remota
  1. Desarrollar, desplegar, depurar, operar y mantener tus aplicaciones y algoritmos de edge computing
  1. Proteger tus equipos y datos con mecanismos de ciberseguridad diseñados de acuerdo con estándares de la industria como el IEC-62443

El sector eléctrico es uno de los sectores en los que Barbara está más extendida, en proyectos de Edge Computing como los que lleva a cabo el Grupo Cuerva en sus Centros de Transformación, o EDP en sus instalaciones de generación distribuida.

Te animamos a contactar con nosotros para explicarte cómo Barbara puede ayudarte en tu proyecto de edge computing.

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