Gestión óptima de la infraestructura de medida de la ciudad de Ceuta

Comunicación presentada al III Congreso Smart Grids:

Autores

• Alberto González Núñez, Director Comercial, Telecontrol STM
• Rafael Gómez Blanes, Director Software Factory, Telecontrol STM
• Oscar Martínez Sousa, CEO, Telecontrol STM

Resumen

En la gestión de la infraestructura de medida de la ciudad de Ceuta se ha maximizado el rendimiento mediante una inversión en las comunicaciones y la plataforma de telegestión IRIS. La compañía distribuidora de energía actualmente está obteniendo un importante ahorro en costes indirectos de la gestión rutinaria de medidas horarias, diarias y mensuales, cuyas estadísticas de obtención están por encima de la media del sector con un porcentaje cercano a 95%, evitando desplazamientos para lecturas manuales. La plataforma permite a la compañía distribuidora multitud de opciones en la gestión de dispositivos, tales como informes específicos, órdenes directas a los dispositivos y geolocalizaciones de los mismos, todo orientado al ahorro y a la facilidad de operación. A su vez, se están detectando y resolviendo uno de los principales problemas de todas las compañías distribuidoras de energía: las posibles incidencias por fraude gracias a la gestión activa de los reportes de eventos de los concentradores y smart meters. La seguridad de todas las comunicaciones está garantizada mediante un túnel IPSEC con la VPN de los servidores del Dpto. de medidas, en la cual están integradas la red de fibra óptica, conexiones 3G, GPRS, etc. desplegadas por las diferentes instalaciones ubicadas en la ciudad de Ceuta.

Palabras clave

Smart Grids, Smart Meters, IRIS, MDM, Medidas, Beneficio, Abonados, Telegestión, Fraude, eVision, Valores Horarios, Alarmas, Geolocalización

Introducción

La Empresa de Alumbrado Eléctrico de Ceuta, en adelante EAEC, abastece de energía eléctrica a todos los ciudadanos de la ciudad de Ceuta, aproximadamente unos treinta mil abonados, cumpliendo la normativa vigente acerca de los estándares de calidad de suministro y medio ambiente.

La normativa europea de aplicación para la automatización de la gestión de dispositivos, es de obligado cumplimiento para las compañías distribuidoras de energía con el fin de mantener unos mínimos de calidad de los dispositivos, tales como contadores, concentradores y plataformas MDM (meter data management). Los principales hitos a alcanzar por la “utility de Ceuta” en España han sido establecidos por la UE, los cuales determinan las fases de implantación e integración de los nuevos contadores en un sistema superior para la telegestión de los mismos, un periodo que finaliza en el año 2018. Los principales retos de este proyecto para EAEC a finales de 2018 son:

• Cumplir con las especificaciones generales y particulares de la UE sobre telegestión de medidas.
• Cumplir los hitos fijados para la instalación de smart meters y la telegestión de los mismos.
• Puesta en servicio de dispositivos de comunicaciones con diferentes tecnologías adaptándose a los medios rurales, operadores de red, tecnologías de comunicaciones, etc.
• Puesta en servicio de concentradores en los centros de transformación.
• Actualizaciones constantes de nuevas versiones firmware de los dispositivos.
• Adquisición de un sistema superior para la gestión ejecutiva de los dispositivos.
• Proporcionar al cliente un acceso web para la visualización de su consume.

Los departamentos intervinientes en el proyecto de EAEC son diversos, tales como el Dpto. de medidas, Dpto. de I+D, Dpto. de facturación, Dirección General y Consejo de Administración. Los principales problemas en este nuevo mundo de la telegestión de medidas y la implementación de toda la infraestructura fueron:

• Desconocimiento de las tecnologías.
• Reorganización de la compañía para ejecutar el proyecto.
• Identificación y selección de los dispositivos más efectivos.
• Identificación y selección del sistema superior para el control de dispositivos.
• Planificación económica para la inversión en la adquisición de dispositivos y sistema superior.
• Inversión económica en mejorar la red de comunicaciones.
• Aseguramiento de toda la información recolectada de los dispositivos.

Necesidades de sistema “Head-End” para la telegestión de medidas

La selección de la plataforma “Head-End” para la telegestión de dispositivos de EAEC ha sido en base a:

• Los servicios de alto nivel abiertos, distribuidos y escalables que permitan particularizar el sistema para cualquier necesidad de la utility.
• La posibilidad de gestionar dispositivos PRIME en un entorno escalable (desde miles a cientos de miles y millones) y, sobre todo, flexible. Por el diseño de la plataforma, se ha integrado con sus propios sistemas de facturación, SCADAs, gestión de clientes, etc. En definitiva, IRIS se ha particularizado según las necesidades de integración de la compañía distribuidora.
• La necesidad de un sistema maduro, desplegado en España y con posibilidades de adaptarse a cualquier cambio de normativa.
• La comprobación en producción del sistema en una utility.
• Todas las sugerencias, posibles mejoras e inquietudes del resto de compañías que tienen desplegado el sistema superior, trasladándose constantemente en nuevas actualizaciones del sistema con el fin de beneficiarse unos de otros.
• El requerimiento de servicios redundantes y balanceados para asegurar el 100% de operatividad en todo momento según el número de dispositivos a gestionar, así como cumplir con los requisitos de respuesta y rendimiento.
• La implementación de las operaciones, informes, estadísticas, tratamiento de información, etc. que la PRIME Alliance define en las diferentes especificaciones.

Para este proyecto, EAEC seleccionó el sistema IRIS de la empresa Telegestión STM, y empezó la implementación de la plataforma a inicios del 2015, estando ya implementada de forma integral con todas sus funciones. El plan de cambio de contadores de EAEC para 2018 está en marcha y a fecha de julio 2016 han sido sustituidos e integrados en el sistema, el 50% de los contadores.

Implementación del Sistema IRIS para EAEC

Soluciones Cloud para la telegestión de medidas

A través de IRIS se integra toda la red desplegada de comunicaciones y la adquisición de toda la información enviada por los smart meters PRIME. Los distintos tipos de conectividad desplegados por la compañía distribuidora (red de fibra óptica entre todos los centros de transformación, así como conexiones 3G y GPRS) están integrados mediante una VPN (red privada virtual). Con la VPN se garantiza la seguridad en las comunicaciones. Una parte muy importante de la red de centros de transformación están integrados en la red de comunicaciones mediante fibra óptica, esto les permite obtener grandes ventajas en comparación con otras tecnologías, las cuales tienen menor velocidad de tráfico de datos, menor seguridad y una tasa de error más alta. La telegestión de medidas de los dispositivos se realiza a través de la Plataforma IRIS mediante un túnel IPSEC con la VPN, asegurando al máximo las comunicaciones y el intercambio de información. Innovación en este mercado a nivel de seguridad.

Un objetivo prioritario que cumple IRIS, con el fin de evitar sobrecostes en la infraestructura hardware de la EAEC, consiste en proveer de una fórmula de contratación SaaS (software as a service, o software como servicio) desplegada en Microsoft Azure, plataforma de computación en la nube de Microsoft con un aseguramiento de calidad y reprocidad de los datos en los servidores estratégicos garantizados al 100%. Del mismo modo, esta característica es también innovadora en el mercado. El impacto de usar IRIS bajo un modelo de software como un servicio “SAAS” es muy relevante para EAEC con:

• Reducción drástica del coste de propiedad al no tener que adquirir hardware.
• Eliminación de licencias software asociadas (Windows server, SQL Server, etc.).
• Reducción del coste de mantenimiento del sistema.
• Mantenimiento del sistema fácil y fiable.
• Eliminación de “cuellos de botella” en la escalabilidad del sistema.
• Garantía de un SLA de un 99,9%.
• Mayor ancho de banda que una instalación en local.

Las soluciones en la nube basadas en Azure tienen la capacidad de sustentar cualquier tipo de crecimiento en el número de dispositivos de la compañía a “golpe de clic” asegurando la suficiente escalabilidad de IRIS, a un precio reducido y con un horizonte de precios en descenso para los próximos años.

Descripción de Funcionalidades y Servicios de IRIS implementados

En cuanto a la seguridad, para la EAEC se han implementado todas las características intrínsecas de la plataforma IRIS así como todas aquellas que suministra su despliegue en la nube (filtros por IP, usuarios restringidos con contraseñas fuertes, monitorización de los accesos, etc.). Se han definido “roles de trabajo” y asignado un conjunto de permisos específicos a cada rol. De esta manera, se pueden comprobar los diferentes usuarios y perfiles que acceden a IRIS: Administradores del Sistema, Administradores de área, Operadores, Operadores de conexiones / desconexiones, Usuarios GIS, y Operaciones de campo. IRIS permite además, mediante configuración, su integración con un servidor de dominio de Windows Server, de manera que los usuarios de acceso al sistema deban pertenecer a ese dominio.

La infraestructura de telegestión es una red viva, por ello se realiza un mantenimiento proactivo de todo el sistema. Mensualmente el equipo de soporte realiza una auditoría sobre su estado, acompañado de propuestas de mejora para el aprovechamiento al máximo de todas las utilidades de la plataforma IRIS, tales como: Informes específicos a medida, Ejecución de órdenes a dispositivos, Detección de eventos de fraude, Detección de acoplamientos, Envío de alarmas específicas, e Integración con otros sistemas.

Una de las principales innovaciones de IRIS es la posibilidad de integrar diferentes tecnologías (PRIME, IEC102, PLC800, Meter&More, etc.) de los dispositivos, siendo totalmente transparente para el operador de la plataforma.

La visualización de cada uno de los dispositivos es idéntica en IRIS independientemente de la tecnología, fabricante, modelo, versión WAN, versión firmware, etc. Esta usabilidad es realmente importante para EAEC ya que desde una misma plataforma el cliente gestiona el parque completo de dispositivos alargando la vida de los mismos con tecnología obsoleta anterior a PRIME y, lo que es más importante aún, no ser cautivos de un único fabricante. IRIS ha permitido la integración fácil y natural con el software de gestión ERP de la compañía, por tanto, desde el ERP es posible telegestionar los dispositivos sin acceder a la plataforma de telegestión mediante el acceso a servicios web entre ambos productos.

La plataforma tiene un sistema de categorización para la gestión de cientos de miles o millones de dispositivos. IRIS proporciona un potente mecanismo de categorías mediante “Colecciones”; un dispositivo contador o concentrador puede pertenecer a una o más colección, el usuario elige qué colecciones crear para ordenar sus dispositivos por región, área, distrito, etc. Este sistema minimiza los tiempos diarios de trabajo con la plataforma y se pueden automatizar ciertos procesos en la plataforma. La ciudad de Ceuta está agrupada en colecciones según las necesidades de la distribuidora.

Debido a una constante actualización de las versiones firmware de los dispositivos, la EAEC crea rutas de actualizaciones masivas pero controladas por bloques de dispositivos, teniendo constantemente información de qué dispositivos han sido actualizados y cuáles han tenido error con su correspondiente informe. Estas rutas de actualización permiten a la compañía actualizar los dispositivos sin temor a bloquear la operativa diaria con los mismos.

Las implementaciones de tareas inteligentes han maximizado el rendimiento de todas las tareas que debe de realizar la plataforma, es decir, las estadísticas generales e individuales de las comunicaciones, transmisión de datos y órdenes. Los valores horarios, diarios y mensuales tienen un porcentaje muy próximo al 100%. Un aspecto muy importante para visualizar el punto exacto de la ubicación de los dispositivos y el estado de comunicaciones PLC, son los mapas de control y topología de red. Los contadores y concentradores están geolocalizados en la interfaz web de IRIS con diferentes colores en función del estado actual de comunicación de cada dispositivo (Activo, Fallo temporal, Fallo permanente, etc.). Del mismo modo, IRIS muestra en forma de árbol la topología real generada por la red PRIME de un concentrador. Estas dos características ayudan a detectar y focalizar problemas de comunicaciones PLC, así como patrones de comportamiento de dispositivos.

Una de los principales beneficios que aporta IRIS a la EAEC es la detección de eventos de fraude. La plataforma gestiona todos los eventos que reportan los dispositivos, registrándolos en su propia base de datos de eventos, dando prioridad a los eventos de fraude con el fin de facilitar la detección de posibles defraudadores. Esta ventaja competitiva evita una disminución de facturación considerable y la satisfacción plena del cliente.

Trazabilidad

En todo sistema de gestión de dispositivos es necesaria la trazabilidad de todas las acciones, manuales y automáticas, realizadas por el usuario o por la plataforma. EAEC, a través de la plataforma, puede visualizar y enviar cualquier información a un correo electrónico, una carpeta compartida o un servidor. Estos informes son personalizables y dinámicos, la utility puede seleccionar cada una de las diferentes variables con las que quiera generar un informe, siendo de gran ayuda para la detección de patrones de comportamiento o focalizar el posible origen de las averías. Se han implantado e integrado las funcionalidades de IRIS con los sistemas software ya en explotación:

• Exportación de cierres a ficheros normalizados que puedan ser atendidos por el software de facturación de la compañía eléctrica.
• Automatización del registro de dispositivos durante el despliegue.
• Envío automático de alarmas a terceros sistemas.
• Generación y envío de informes personalizados.
• Integración del sistema ticketing con la gestión de la compañía eléctrica de sus brigadas de trabajo.

Resultados y conclusiones

Los resultados más relevantes sobre la infraestructura desplegada y la implantación del sistema superior en Ceuta son:

• 140 millones de medidas gestionados anualmente y según el plan de despliegue, se espera gestionar 300 millones de medidas.
• Gestión anual de más de 150.000 eventos de los dispositivos y se espera gestionar 300.000 eventos aproximadamente a corto plazo.
• Aproximadamente el 20% de los eventos detectados son “eventos de fraude”.
• Más de un 95% de cierres diarios recogidos cada día.
• Más de un 93% de valores horarios recolectados diariamente.

Para EAEC el rendimiento de la plataforma ha sido muy elevado. El alineamiento entre las líneas estratégicas de la compañía distribuidora de energía eléctrica, el conjunto de opciones disponibles y particularizadas para EAEC de la plataforma IRIS y las significativas necesidades de los clientes. El correcto engranaje entre estas 3 variables permite una muy buena cohesión y la consecución de los objetivos establecidos por cada una de las tres partes.

Las tareas inteligentes implementadas proporcionan un salto de calidad y ahorran numerosos desplazamientos para la lectura manual de los contadores. Una plataforma sin estas tareas inteligentes tendría unas estadísticas alrededor de un 75% en las métricas anteriormente indicadas. Con IRIS se eleva esa cifra hasta un 95-96%.

La detección de eventos de fraude para una compañía distribuidora de energía es uno de los principales hándicaps que se encuentran y deben superar, siendo éste realmente importante por las enormes pérdidas de facturación para la compañía, alcanzando volúmenes de millones de euros. Esta compañía, junto al resto de distribuidoras que usan IRIS, han detectado numerables defraudadores por medio de la plataforma. Sin la gestión activa de IRIS sobre los eventos de fraude, nunca habrían detectado esos actos fraudulentos.

A nivel económico y de operación la solución proporciona a la compañía múltiples ventajas y beneficios:

• Incremento del beneficio maximizando los cierres diarios y valores horarios de medida obtenidos.
• Ahorro de costes, tanto en infraestructura IT necesaria como en el uso óptimo de los dispositivos.
• Detección de eventos de fraude.
• Integración nativa con terceras plataformas o productos software.
• Beneficio para el usuario final (consumidor).
• Facilidad en la gestión de los dispositivos.
• Aseguramiento de la calidad.
• Posibilidad de integrar IRIS con eVisión (portal web de información al abonado final sobre su consumo horario, el módulo de estimación y validación de perfiles de carga, etc).
• Facilidad de integrar IRIS en herramientas de análisis de big data.