La finalización del proyecto de innovación Smart5Grid marca el comienzo de nuevas posibilidades para la digitalización del sector eléctrico y de las redes eléctricas. Al aprovechar los avances en las redes de comunicación inalámbrica, como el 5G, Smart5Grid ha allanado el camino para una mayor investigación y desarrollo en esta área crítica.
El proyecto Smart5Grid (Demonstration of 5G solutions for SMART energy GRIDs of the future), financiado por el programa Horizonte 2020 de la UE, terminó oficialmente el pasado mes de abril con la presentación de sus resultados. El consorcio, coordinado por Enel (Italia), se compone de 24 socios de siete países de la UE, varios de ellos españoles. El consorcio está formado por un conjunto de socios industriales/comerciales e incluye grandes empresas y pymes, junto con habilidades complementarias obtenidas de institutos de investigación y universidades, así como DSO/TSO para participar en la fase de demostración y ayudar a validar los objetivos de Smart5Grid.
La iniciativa, lanzada en 2021, se ha centrado en cuatro áreas relacionadas con las redes eléctricas inteligentes: la detección automática de fallos en la red, la inspección remota de áreas de trabajo delimitadas automáticamente, el control de la generación distribuida para ofrecer servicios de flexibilidad, y el control de áreas amplias en tiempo real en un escenario transfronterizo. Todas las iniciativas del proyecto se han probado en pilotos desarrollados en Italia, España, Bulgaria y Grecia.
Las soluciones desarrolladas abarcan desde soluciones avanzadas nativas de la nube para la orquestación óptima de los recursos de la red 5G desde el núcleo hasta el borde; y el desarrollo, prueba y validación en entornos de red de operación real de servicios digitales habilitados para 5G.
Network Application, un concepto innovador
Estos servicios digitales se desarrollaron a partir de un concepto innovador, denominado Network Application, que tiene como objetivo simplificar las complejidades de la red de comunicación 5G y hacerlas accesibles a los desarrolladores de software. En concreto, el concepto de Aplicación de Red permite ajustar el comportamiento de la red 5G a las necesidades del usuario, teniendo la funcionalidad principal y de usuario en el mismo paquete nativo de la nube.
La adopción de Network Application facilitará la creación de un mercado dinámico, fomentando la innovación entre los sectores de TI, las pymes y las nuevas empresas.
El principal facilitador de este nuevo paradigma es la arquitectura de referencia Smart5Grid que tiene tres capas principales. La primera capa es la plataforma de Smart5Grid, la segunda es la capa de conectividad NVF/TELCO donde la virtualización y las telecomunicaciones se encuentran y operan con funciones de gestión y orquestación de última generación, y en la tercera capa la infraestructura de red eléctrica inteligente se integra perfectamente con los servicios de la aplicación de red.
Plataforma Smart5Grid y aplicaciones de red
Un resultado importante del proyecto es el desarrollo de una plataforma integrada y totalmente automatizada, la plataforma Smart5Grid, que incluye un repositorio de servicios abierto con una interfaz de usuario amigable y un marco de verificación y validación (V&V) totalmente automatizado que permite el desarrollo, prueba y validación de cualquier aplicación de red desarrollada por terceros.
La plataforma Smart5Grid está abierta al público desde el pasado mes de enero y ofrece una interfaz fácil de usar que permite a los usuarios navegar e interactuar de manera eficiente con diferentes aspectos de la plataforma.
Además, durante el proyecto, se desarrollaron, integraron, probaron y validaron cuatro aplicaciones de red Smart5Grid, tanto experimentalmente, utilizando hardware avanzado en tiempo real en los bancos de pruebas, como sobre el terreno en cuatro pilotos, en Italia, España, Grecia y Bulgaria, a través de operaciones en vivo en infraestructuras de redes eléctricas de operadores de sistemas de distribución, parques renovables y operadores de redes de transporte.
Por su parte, el equipo de investigación del Centro de Excelencia KIOS desarrolló tres soluciones innovadoras en forma de servicios similares a aplicaciones de red para monitoreo, control y protección de áreas amplias de recursos energéticos distribuidos (DER) y de grandes redes de transporte. Estas soluciones se integraron y validaron como parte del proceso piloto previo de las aplicaciones de red que prestan servicios en dos de los cuatro pilotos.
5G e IA para mejorar la seguridad en tareas de mantenimiento
En el piloto español, la filial de redes de Endesa e-distribución ha probado el uso de la tecnología 5G combinada con la inteligencia artificial (IA) para mejorar la seguridad de los trabajadores durante las tareas de mantenimiento de las infraestructuras de la red de distribución. Dentro del proyecto europeo Smart5Grid, desplegó una red privada 5G en la subestación Ecogarraf en Barcelona, que ha explorado las posibilidades que ofrece la tecnología 5G en el desarrollo de las redes inteligentes gracias a su mayor capacidad y velocidad en la transmisión de datos.
El piloto español se ha centrado en utilizar las posibilidades que ofrecen el 5G y la inteligencia artificial como aliadas para prevenir los accidentes laborales. Se han utilizado las funcionalidades que ambas presentan para monitorizar que los trabajadores y herramientas no se aproximen al límite de las zonas delimitadas como seguras con el fin de aumentar la seguridad de los trabajadores y evitar accidentes en subestaciones eléctricas durante los trabajos de mantenimiento.
El sistema desarrollado permite avisar a los trabajadores cuando ellos o una herramienta que estén utilizando traspasan la zona de trabajo segura para que puedan corregir su posición y evitar riesgos. Por un lado, se crea de forma remota la delimitación volumétrica virtual de la zona de trabajo, pasando de la actual delimitación en dos dimensiones a una en tres dimensiones, y por otro lado, la red 5G permite procesar los datos al momento, ofreciendo una comunicación ultra confiable de baja latencia y alto rendimiento.
Resultados del proyecto Smart5Grid
Los socios del proyecto Smart5Grid han desarrollado varios vídeos tipo tutorial para mostrar las demostraciones piloto, así como la plataforma Smart5Grid. Se han publicado más de 14 trabajos y artículos científicos en congresos internacionales y revistas de alto impacto.
Al aprovechar los avances en las redes de comunicación inalámbrica, como el 5G y más allá, Smart5Grid ha abierto la puerta para una mayor investigación y desarrollo en esta área crítica, que en última instancia puede conducir a un sector energético más sostenible, asequible y respetuoso con el medio ambiente.