Por:
David Andeen, Gerente de Segmento Final, Smart Grid
25 de enero 2013
Resumen: Puede sonar trillado, pero es definitivamente cierto: la red inteligente tiene el potencial de transformar completamente la industria energética. Sin embargo, los medidores inteligentes y la gestión de la red por sí sola no garantiza el éxito de la red inteligente. A diferencia de las redes informáticas, redes inteligentes requieren la consideración de medida de la energía y la seguridad. Para optimizar completamente esta tecnología, diseños de redes inteligentes deben centrarse en la medición de la energía y la seguridad. En este tutorial se considera los beneficios de la medición energética y seguridad y cómo hacer de máquina a máquina las diferentes redes de TI tradicionales.
Introducción
Como despliegues inteligentes metro seguir a nivel mundial, los consumidores, los ingenieros de diseño y utilidades discutir cómo la red inteligente va a transformar la industria de la energía total. Los contadores inteligentes permiten ya empresas de servicios públicos para ahorrar dinero mediante el acceso a los datos del medidor sin necesidad de enviar a alguien a leer físicamente el medidor.Utilidades, fábricas, y los consumidores están ahora presionando para una mayor conservación y combustibles alternativos. Nuevos modelos de negocio alentar la reducción de la demanda máxima a través de incentivos tales como los precios de tiempo de uso para reducir el consumo durante los períodos de demanda máxima.Recursos distribuidos, tales como los vehículos eléctricos y diversas formas de generación de energía solar y eólica, están maximizando los recursos renovables y el aprovechamiento de los recursos disponibles para satisfacer la demanda pico. Todos estos desarrollos también conducirá al análisis de datos más grande dentro de la red inteligente. Con los medidores inteligentes, los servicios públicos van de un metro o menos reza por mes a seis a 96 lecturas de los contadores por día. Todos los datos generados a partir de los contadores inteligentes ofrecen la oportunidad de entender mejor los patrones de uso, los residuos, y otros factores que las empresas todavía tienen que descubrir.
Pero al final, los medidores inteligentes y la gestión de la red por sí sola no garantiza el éxito de la red inteligente. Para optimizar completamente esta tecnología, diseños de redes inteligentes deben centrarse en la medición de la energía y la seguridad.
Medición de Energía Realmente Ahorra Energía
Desafortunadamente, con el énfasis actual tanto de la futura gestión de la tecnología de redes inteligentes y sus raíces en la infraestructura de telecomunicaciones (para más detalles, ver el Apéndice: Smart Grid vs Telecom-A Tale of Two Redes), es fácil olvidar que la energía la medición y la seguridad son esenciales para el éxito del sistema. Después de todo, una red de interesados en la gestión tanto de electricidad debe medir su mercancía crítico y también proteger la valiosa infraestructura que ofrece. Ingrese medición de energía.
Los medidores inteligentes miden el consumo de energía industrial y de consumo con una función denominada "la metrología, la" utilidad de nivel de medición de energía. Estos medidores inteligentes ya forman parte de una enormemáquina-a-máquina red de servicios públicos en varios lugares, entre ellos Italia, California y partes de Escandinavia. Sin embargo, son utilidades de los únicos que tienen un gran interés en la medición del consumo de energía? Por supuesto que no. Los beneficios de la medición de la energía de base amplia se puede extender a la gran cantidad de usuarios y proveedores de la parrilla.
Como ejemplo personal, el año pasado mi factura de electricidad aumentó progresivamente a lo largo del mes de octubre, noviembre y diciembre. A finales de diciembre, mi secadora eléctrica se averió. Afortunadamente, mi esposa y yo pudimos comprar de inmediato una nueva, que fue fundamental en el medio del invierno. En retrospectiva, el burnout secador motor causado el consumo excesivo de energía, lo que explica mi mayor uso de electricidad mensual, el proyecto de ley resultante, y, finalmente, la carga financiera de inmediato la compra de una nueva unidad.
Medida de energía puede ayudar en situaciones como la mía. La aplicación de medición de energía para una variedad de aplicaciones, tales como los dispositivos de consumo y motores industriales, ofrece enormes ventajas: consumo eléctrico reducido, los patrones de uso que los requisitos de mantenimiento de la señal o incluso la sustitución de los activos críticos de negocio y mejores educadas usuarios u operadores de sistemas que pueden hacer más decisiones informadas sobre el consumo y el rendimiento del sistema. En el caso de mi secadora, la medición precisa del consumo de electricidad del motor inmediatamente habría demostrado que el dispositivo se consume más energía con el tiempo. Al igual que el "check engine" luz en su automóvil, energía registros de medición de patrones de uso, y por lo tanto dar una indicación de la condición del dispositivo y la operación con suficiente antelación de la falta. Ese patrón de uso que han dado tiempo suficiente para mí para reparar la secadora de ropa o simplemente encontrar uno nuevo (a la venta!).
La energía consumida, o se desperdicia en el caso de mi secadora de ropa defectuosa, es pequeño en comparación con los beneficios potenciales de medición de energía exacta en un entorno industrial. Entornos de fabricación, en los motores representan el 54% del consumo de electricidad, ¹ hacer para situaciones de mayor participación con los requisitos de tiempo de actividad y las metas de producción. Un motor de 100 CV con un desequilibrio de tensión de 2,5%, por ejemplo, se consumen aproximadamente $ 476 adicional en electricidad por año. ² Añadir a esto el desgaste adicional y rotura del equipo, lo que resulta en el mantenimiento adicional y costos de reemplazo anteriores. Rápidamente entender los enormes beneficios potenciales de la medida de energía en un sistema de red inteligente para la industria. Ahora tome la lógica un paso más allá. Multiplicando el coste de la electricidad y mantenimiento en todos los motores utilizados a nivel mundial representa una gran oportunidad para la conservación de energía y el ahorro.
Una vez que reconocemos la importancia de la medición de energía bien dirigida, que busca soluciones para su ejecución.Aquí es donde un contador de energía inteligente y sistema de medición se vuelve crucial. Maxim Integrated ofrece varias soluciones de medición de energía y el motor de diagnóstico para el control energético condición. El 78M6610 , 78M6613 ,78M6631 y MAX78638 entregar precisa, de cuatro cuadrantes de medición de electricidad con el firmware personalizado.Ellos proporcionan valiosos datos de medición para el monitoreo y la medición eficiente de paneles solares inversión, la salud del motor en una aplicación industrial, y el consumo de energía en iluminación y aplicaciones informáticas. En última instancia, la inversión en soluciones de energía medida se contrae en comparación con el ahorro en la prevención de fallas en los equipos y la garantía de tiempo de actividad del sistema.
Rejilla Seguridad Esencial, No se ha apreciado
La red inteligente también requiere una completa seguridad 24/7. La mayoría de los consumidores, incluso industriales y de servicios públicos, operadores de subestimar la importancia de esto. Los puntos finales como los contadores inteligentes, motores industriales, dispositivos de consumo y equipos de automatización distribuida ampliamente todos consumimos y control de electricidad. Mientras tanto, las aplicaciones para los dispositivos conectados a la red continuará aumentando a medida que los operadores de redes inteligentes se están aprovechando de las redes "inteligentes" para corregir el factor de potencia, voltaje optimizar localizar con precisión las fallas y reducir el tiempo de reparación para asegurar el tiempo de actividad.
Los ataques cibernéticos, robo de la propiedad intelectual, la interrupción de la productividad a todas estas amenazas están aumentando tanto en redes inteligentes y sistemas de control industrial. Sólo las medidas de seguridad completos, optimizados para una red inteligente, puede frustrar estas graves amenazas y garantizar el tiempo de actividad operacional máximo, ya sea una casa sencilla secadora de ropa o un complejo sofisticado, industrial distribuida. Desgraciadamente, en muchos casos, la gravedad del riesgo de seguridad no se aprecia completamente y sólo existen medidas de seguridad mínimas. En una conversación, una utilidad profesional me dijo que "alambre de púas, un candado y alta tensión fueron las únicas protecciones" en las subestaciones de su utilidad. Otros menos informados operadores confían en las medidas de seguridad innatas en hardware y no reconocen la mayor amenaza que suponen los ataques cibernéticos a través de software.
Las soluciones de seguridad más eficaces de asegurar el ciclo de vida completo de un producto a través de hardware ysoftware. Debido a posibles infracciones de seguridad pueden ocurrir en todas las fases de funcionamiento del dispositivo, desde la compra hasta la fabricación y operación de desmantelamiento, seguridad de la red tiene importantes aplicaciones.
Al comprar un producto que va a funcionar en una red inteligente, el comprador debe estar seguro de que existe un canal confiable para la compra de silicio y otros dispositivos de computación críticos. Esto es esencial para evitar la falsificación de productos. En la industria manufacturera, las técnicas de autenticación fuerte impedir que terceros, como contratistas de manufactura, desde el robo de las llaves y luego usando las teclas de electricidad pirata o infectar la red con un virus.En uso en el campo, el almacenamiento seguro de claves y múltiples capas de datos de cifrado seguras a través de canales de comunicación. Asegure los gestores de arranque evitar que los virus y el malware se cargue en un sistema.Técnicas de hardware del monitor de seguridad física, lo que permite manipular las respuestas a los acontecimientos. Los dispositivos y sensores que no están bajo vigilancia constante explícitamente necesitan esa protección seguro integral.
La seguridad más eficaz es el diseñado e integrado en el sistema o la red en sí. Maxim ofrece una completa gama de productos de seguros, tales como el MAXQ1050 , MAX36025 y MAX71637 que cumplen con las necesidades de seguridad de la red inteligente. Integrado aquí es la autenticación básica para los sistemas multicapa que implican llaves abiertas, cifrado asimétrico, gestores de arranque seguro, y varios mecanismos de protección física de sabotaje.
Resumen
Puede sonar trillado, pero es definitivamente cierto: la red inteligente tiene el potencial de transformar la industria de la energía completamente. Esto es emocionante y merece nuestra atención la ingeniería. Pero en toda esta euforia de gestión, es fácil pasar por alto el papel a menudo ocultos, pero críticos de la medición y la seguridad de la red. Y ahí es donde la calidad del diseño medidor está demostrando más valioso. Si continuamos centrándonos en la medición de la energía y seguridad para aprovechar realmente esta tecnología, entonces debemos apreciar cómo los medidores inteligentes van a permitir que la red inteligente.
Apéndice: Smart Grid vs Telecom-A Tale of Two Redes
Cuando hablamos de la red inteligente, que a menudo se centran en su enorme potencial para convertirse en una red eléctrica de auto-sanación que reducirá el consumo de energía y transformar nuestra infraestructura energética. ¿Cómo fue esa tecnología revolucionaria diseñada y creada? ¿Cuál fue su impulso?
La red de infraestructura de telecomunicaciones, con su brillante arquitectura y madurez tecnológica es la base para la red inteligente de hoy. Las conversaciones sobre este tema a menudo traen a redes de datos y grandes, que proporcionan la capacidad de agregar y analizar enormes cantidades de información y tomar decisiones útiles con él.
Es cierto, las telecomunicaciones y la red inteligente comparten el mismo núcleo velocidad y alta, y las capas interoperables de comunicación.Sin embargo, hay una diferencia sumamente importante y fundamental entre estas redes: la red inteligente es una verdadera red de máquina a máquina. Tradicional de las telecomunicaciones extremos resultan en un ser humano-máquina interacción, con teléfonos, computadoras, y ahoralos teléfonos inteligentes . Los puntos finales de una red de máquina a máquina consisten en sensores, máquinas funcionales, o ambos. Estas máquinas no son a menudo bajo control humano inmediato y, por lo tanto, no necesariamente puede expresar o informar sobre el estado o la salud de la red. A modo de ejemplo, los sensores industriales a menudo se encuentran en lugares de difícil acceso, lejos del sistema central, sin tener acceso a las actualizaciones, y no bajo ninguna vigilancia humana. Sin intervención humana entre el sistema y los dispositivos remotos, los diseñadores de sistemas inteligentes de rejilla profundamente tener en cuenta tanto las funciones de detección y la seguridad de una red distribuida.
Referencias
- EE.UU. Departamento de Energía, Eficiencia Energética y Energía Renovable,http://www1.eere.energy.gov/manufacturing/tech_deployment/motors.html .
- Consejos de Energía, Sistemas de Motor , EE.UU. Departamento de Energía, Sistemas de Motor Hoja informativa n º 7 de septiembre
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