Giancarlo
Santos
Ingeniero colegiado de la Universidad Nacional Mayor
de San Marcos, cuenta con estudios de Maestría en
Gestión de Sistemas de Energía Eléctrica. Ha recibido
especializaciones en Smart Grid y Sistemas de
Medición Avanzada en Estados Unidos e Israel.
Key Account Manager
Consultor técnico
Lima - Perú
Experiencia en consultoría técnica, arquitectura de
soluciones tecnológicas. Actualmente es Key Account
Manager en la compañía PROCETRADI S.A.C,
manejando el portafolio en el Perú de compañías como
ACLARA
TECHNOLOGIES
(USA),
TRILLIANT
NETWORKS (Canadá), y PRIMESTONE (Colombia)"
MODULO 3
TELEMEDICION DE EQUIPOS DE CALIDAD Y EFICIENCIA
ENERGETICA
1. Componentes de comunicacion de los equipos de calidad y eficiencia energética
2. Arquitecturas de telemedición remota (sector industrial y/o clientes libres)
3. Software de telemedición de calidad de energia y eficiencia energética
4. Caso práctico de implementación de un proyecto telemedición
5. Beneficios económicos con la aplicacion de telegestion de calidad de energia.
Componentes de la comunicación
1
Componentes de la comunicación
Parámetros telemedidos
Parámetros instantáneos:
Periodicidad: Cada 2 o 5 segundos.
No es necesario un software propietario y puede usar protocolos DNP3, MODBUS, etc.
1
• Tensiones, corrientes, potencias, frecuencias, factor de potencia, etc.
Componentes de la comunicación
Parámetros para facturación:
01 o 02 veces por día. Valor acumulados
Se requiere el software propietario y su protocolo.
• kWh: Energía Activa entregada y recibida (HP, HFP)
• kWh: Energía Reactiva entregada y recibida
1
• Máxima demanda, etc.
Perfiles de carga:
Valores promedio de 15 min, 30 min, 60 min
Envío al MDC de 3 a 6 veces por día (automático).
Se requiere el software propietario y su protocolo
• Perfiles de kWh: Energía Activa entregada
• Perfiles de kVARh: Energía Reactiva entregada
• Perfiles de Tensiones
• Perfiles de Corrientes
• Armónicos, Flickers, etc
Componentes de la comunicación
Eventos telemedidos
1
1. Detección de manipulaciones
También llamada función tampering. Permite
detectar automáticamente la apertura de la
tapa. ELSTER, EMH.
2. Detección de interrupciones
Permite detectar automáticamente los
medidores afectados por una interrupción.
Puede ser mediante consulta o last gasp
Componentes de la comunicación
Eventos telemedidos
1
3. Eventos de mala calidad de energía
Detecta eventos de armónicos, flicker, sag,
swell, transitorios, entre otros.
4. Eventos de fallas
Detecta eventos de cortocircuitos, fallas a
tierra, entre otros.
Componentes de la comunicación
Modem de comunicación
1
• Protocolos soportados: DNP3 TCP o RTU,
MODBUS TCP o RTU, etc.
• Soporta: TCP/IP
• Bandas de comunicación: GPRS/2G/3G/4G
• Puertos de comunicación: RJ45 / RS232 / RS485
• Soporta chips con IP pública o privada
• Consumo de batería: 900mW a 1200mW
• Grado de protección: IP64
• Software para configuración y monitoreo de la
performance de la comunicación
Componentes de la comunicación
Controlador RTU
1
• Protocolos soportados: DNP3 TCP o RTU,
MODBUS TCP o RTU, IEC61850, etc.
• Puertos de comunicación para conexión
con los medidores: RJ45 / RS232 / RS485.
• Soporta tecnologías TCP/IP o serial
• Equipos modulares con número de
puertos seleccionables.
• Software para configuración
• Software para gestión de IEDs.
Componentes de la comunicación
Access Point
1
•
•
•
•
•
•
•
•
Tecnologías soportadas: LORA/SIGFOX/RPMA, etc.
Antena en 5.8GHz / 2.4GHz / 900MHz / 400MHz
Protocolos soportados: DLMS-COSEM / DNP3 / MODBUS, etc.
Puertos de comunicación: RJ45 para backhaul
Capacidad de IEDs por Access point: hasta 15,000und
Alcance de transmisión: desde 1km hasta 15km
Grado de protección: IP55
Requiere un software con los drivers para decodificar la data
en el protocolo y tecnología empleado.
• Software para configuración y monitoreo de la performance
de la comunicación
Arquitecturas de telemedición
CRITERIOS AL EMPLEAR TECNOLOGIA CELULAR
2
• Debe existir cobertura celular en el terreno
(4G/3G/2G).
• Definir el operador con el que se va a trabajar
• No es necesario que exista línea de vista.
• Preferible para arquitecturas donde los
puntos de medición estén separados unos de
otros.
• No interesa si relieve del terreno es
accidentado.
Arquitecturas de telemedición
MODELOS DE NEGOCIO CONVENIENTES PARA EMPLEAR TECNOLOGIA
CELULAR
2
1.
Si ATRIA tiene clientes trifásicos donde ofrece el suministro de energía (ubicados en
diferentes lugares) y desea telemedir el consumo para la facturación desde su centro de
operaciones.
2.
Si ATRIA desea implementar un sistema de telemedición en una determinada compañía o
usuario libre y cuente con puntos de medida en diferentes sedes. En este caso puede ser:
• Software en la nube en instalaciones del proveedor del SW o en sedes de ATRIA y se le
brinda un acceso a su cliente con una IP. Atria adquiere una APN con un operador
• Con software en sitio (instalaciones del cliente) y Atria adquiere una APN que apunte a
la red del cliente.
Arquitecturas de telemedición
2
Arquitecturas de telemedición
El software decodifica y muestra la data
según el protocolo en el cual se recepciona
2
La información puede ser enviada en
protocolos: DNP3 / MODBUS o el
protocolo propietario del medidor,
usando la tecnología TCP/IP - Ethernet
Red Celular
4G/3G/GPRS
Estación Base - Perú
RJ45
RS232
RJ45
Arquitecturas de telemedición
IP pública
El proveedor del software
proporciona una IP pública
para acceder mediante
internet
Estación Base - USA
2
El software decodifica y muestra
la data según el protocolo en el
cual se recepciona
Dorsal de fibra óptica
(Internet)
Red Celular
4G/3G/GPRS
Estación Base - Perú
La información puede ser enviada en
protocolos: DNP3 / MODBUS o el protocolo
propietario del medidor usando la tecnología
TCP/IP - Ethernet
Arquitecturas de telemedición
El software decodifica y muestra la data
según el protocolo en el cual se recepciona
2
La información puede ser enviada en
protocolos: DNP3 / MODBUS o el
protocolo propietario del medidor,
usando la tecnología TCP/IP - Ethernet
Red Celular
4G/3G/GPRS
Estación Base - Perú
Ethernet – RJ45
Ethernet – RJ45
Ethernet – RJ45
RS232
RS232
Arquitecturas de telemedición
IP pública
El proveedor del software
proporciona una IP pública
para acceder mediante
internet
Estación Base - USA
2
El software decodifica y muestra
la data según el protocolo en el
cual se recepciona
Ethernet
Dorsal de fibra óptica
(Internet)
Ethernet
Ethernet
Red Celular
4G/3G/GPRS
Ethernet
Ethernet
Estación Base - Perú
Ethernet
Arquitecturas de telemedición
2
Arquitecturas de telemedición
CRITERIOS AL EMPLEAR TECNOLOGIA RF
2
• Cuando no existe cobertura celular en el
terreno.
• Generalmente cuando existe línea de vista
entre el maestro y esclavo.
• Preferible para arquitecturas donde los
puntos de medición estén concentrados.
• Preferible para lugares con el relieve del
terreno plano.
Arquitecturas de telemedición
MODELOS DE NEGOCIO CONVENIENTES PARA EMPLEAR TECNOLOGIA RF
2
1.
Si ATRIA desea implementar un sistema de telemedición en una determinada compañía o
usuario libre y cuente con diferentes puntos de medida en subestaciones AEREAS o plantas
en un radio de 3km a 5km.
2.
Si ATRIA desea implementar un sistema de telemedición a condominios o una planta con
puntos de medición distribuidos y ubicados en infraestructuras dentro de edificios.
Arquitecturas de telemedición
El software decodifica y muestra la data
según el protocolo en el cual se recepciona
2
Frecuencia:
5.8GHz o 2.4GHz
Velocidad: Mbps
Alcance: 1km o 7km
Línea de vista
Access Point
Línea de vista
La información puede ser enviada en
protocolos: DNP3 / MODBUS o el
protocolo propietario del medidor,
usando la tecnología TCP/IP
Línea de vista
Arquitecturas de telemedición
El software decodifica y muestra la data
según el protocolo en el cual se recepciona
Red Celular
4G/3G/GPRS
2
Access Point
Línea de vista
Frecuencia:
5.8GHz o 2.4GHz
Velocidad: Mbps
Alcance: 1km o 7km
La información puede ser enviada en
protocolos: DNP3 / MODBUS o el
protocolo propietario del medidor,
usando la tecnología TCP/IP
Línea de vista
Línea de vista
Arquitecturas de telemedición
IP pública
El proveedor del software
proporciona una IP pública
para acceder mediante
internet
Estación Base - USA
2
El software decodifica y muestra
la data según el protocolo en el
cual se recepciona
Línea de vista
Dorsal de fibra óptica
(Internet)
Red Celular
4G/3G/GPRS
Frecuencia:
5.8GHz o 2.4GHz
Velocidad: Mbps
Alcance: 1km o 7km
Línea de
vista
Estación Base - Perú
Arquitecturas de telemedición
El software tiene los drivers para decodificar
la data con la tecnología LPWAN y el
protocolo en el cual se recepciona
Backhaul: Cable Ethernet
2
Frecuencia:
2.4GHz, 900MHz, 400MHz
Velocidad: kbps
Alcance: 1km o 15km
No hay línea de vista
Access Point
LPWAN
La información puede ser enviada en
protocolos: DNP3 / MODBUS o el
protocolo propietario del medidor,
usando la tecnología TCP/IP
No hay línea de vista
Cientos o miles
de puntos
Cientos o miles
de puntos
Arquitecturas de telemedición
2
Arquitecturas de telemedición
2
Arquitecturas de telemedición
2
Arquitecturas de telemedición
2
Arquitecturas de telemedición
2
Arquitecturas de telemedición
El software tiene los drivers para decodificar
la data con la tecnología LPWAN y el
protocolo en el cual se recepciona
Red Celular
4G/3G/GPRS
2
Frecuencia:
2.4GHz, 900MHz, 400MHz
Velocidad: kbps
Alcance: 1km o 10km
No hay línea de vista
Access Point
La información puede ser enviada en
protocolos: DNP3 / MODBUS o el
protocolo propietario del medidor,
usando la tecnología TCP/IP
No hay línea de vista
Cientos o miles
de puntos
Cientos o miles
de puntos
Arquitecturas de telemedición
El software tiene los drivers para decodificar
la data con la tecnología LPWAN y el
protocolo en el cual se recepciona
2
Frecuencia:
2.4GHz, 900MHz, 400MHz
Velocidad: kbps
Alcance: 1km o 10km
No hay línea de vista
Red en radiofrecuencia
en 5.8GHz
Velocidad: Mbps
Access Point
La información puede ser enviada en
protocolos: DNP3 / MODBUS o el
protocolo propietario del medidor,
usando la tecnología TCP/IP
No hay línea de vista
Cientos o miles
de puntos
Cientos o miles
de puntos
Arquitecturas de telemedición
2
Arquitecturas de telemedición
2
Arquitecturas de telemedición
2
Software de medición de energía
Plataforma de Gestión
ON PREMISE
3
HOSTED
Software de medición de energía
3
Software de medición de energía
3
Software de medición de energía
3
Software de medición de energía
Vista principal: Monitoreo en tiempo real
3
Software de medición de energía
Modulo de gestión de energía
3
Software de medición de energía
Modulo de análisis de fallas
3
Software de medición de energía
Módulos de calidad de energía
3
Software de medición de energía
Módulo: Consumer Engagement
3
Caso aplicativo
4
Ciudad industrial con 500 puntos
de medición, en una zona
parcialmente concentrada y los
medidores están ubicados dentro
de edificios o plantas
Caso aplicativo
Criterios de diseño
1. Mapear la ubicación del proyecto y la ubicación del centro de monitoreo
4
2. Verificación de puertos de comunicación y protocolos de los medidores
3. Evaluar la cobertura celular
4. Evaluar el relieve del terreno e identificar posibles puntos de Access Point
5. Elaborar arquitectura del sistema
Caso aplicativo
Centro de control en Lurín
El software soporta: TCP/IP
+ drivers LPWAN +
Protocolo DNP3
01 enlace de radio en 5.8GHz
4
01 Access Point
LPWAN
Ubicado en macrópolis
250 medidores
trifásicos
RJ45
250 medidores
trifásicos
RJ45
Serial RS232
Serial RS232