interoperabilidad en infraestructuras de medicion …...objetivo: proporcionar un ambiente de...

Bayron Andrés Calvache M.Sc.bayron.a.calvache@gmail.com

INTEROPERABILIDAD EN INFRAESTRUCTURAS DE MEDICION

AVANZADA AMI

Eduardo Caicedo Bravo Ph.D.eduardo.caicedo@correounivalle.edu.co

Contenido

1. Introducción

2. Comunicaciones en Sistemas AMI

3. Estándares AMI para intercambio de información con medidores

4. De los estándares a la interoperabilidad

1. Introducción

Sistemas de Medición Inteligente

Conjunto de elementos Hardware y Software que permiten, de formaremota y automatizada, medir, obtener, analizar y administrar elconsumo de energía del cliente.

1. Introducción

Evolución de la Medición Inteligente

AMI: Advanced Metering InfraestructureAMR: Automatic Meter Reading

• Lecturas mensuales automatizadas• Detección de fallas en la prestación de servicio • Detección de fraude• Perfiles de carga

• Lecturas diarias o por demanda• Intervalos de datos horarios• Notificación de pérdidas de suministro• Lectura de otros medidores

• Corte y reconexión• Gestión de tarifas• Programación remota de medidores• Calidad de potencia• Interfaces con redes HAN

Sistemas de Medición Inteligente

Funcionalidades

1. Introducción

AMI: Advanced Metering InfraestructureAMR: Automatic Meter Reading

Evolución de la Medición Inteligente

1. Introducción

Visión AMI/SMARTGRID

1. Introducción

Arquitectura AMI

1. Introducción

Arquitectura AMI

1. Introducción

Arquitectura AMI

1. Introducción

Arquitectura AMI

RED

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1. Introducción

Arquitectura AMI

Arquitectura Comunicaciones AMI

2. Comunicaciones en Sistemas AMI

Arquitectura General y Componentes del sistema AMI

Interfaces de Comunicaciones - AMI

2. Comunicaciones en Sistemas AMI

Tecnologías y estándares de comunicación

2. Comunicaciones en Sistemas AMI

3. Estándares AMI para intercambio de información con medidores

Objetivo: proporcionar un ambiente de interoperabilidad paratransmisión de datos entre los dispositivos de medición instaladosen campo y dispositivos auxiliares (aplicaciones de hogar, colectoresde datos, concentradores, etc.) pertenecientes a una red AMI.

NTC – 6079: Requisitios para sistemas de infraestructura AMI en redes de distribución

3. Estándares AMI para intercambio de información con medidores

Los estándares definen un modelo de datos (uniforme, estructurado yadaptativo) y un protocolo de comunicación.

ANSI C12

Suite de estándares internacionales abiertos, que especifica desdela construcción del medidor hasta los protocolos de comunicación.

ANSI C12.19: Modelo de datos.

ANSI C12.18: Protocolo de intercambio de datos sobre puerto óptico.

ANSI C12.21: Protocolo de intercambio de datos sobre redes de telefonía (aplicable a módems celulares).

ANSI C12.22: Protocolo de intercambio de datos sobre redes locales y de área amplia

3. Estándares AMI para intercambio de información con medidores

ANSI C12.19

El modelo de datos (ANSI C12.19) está definido como un conjunto detablas agrupadas en secciones llamadas décadas. Cada década estáasociada a una conjunto de características particulares y/o funcionesrelacionadas.

3. Estándares AMI para intercambio de información con medidores

ANSI C12.19

3. Estándares AMI para intercambio de información con medidores

ANSI C12.19

3. Estándares AMI para intercambio de información con medidores

ANSI C12.18

3. Estándares AMI para intercambio de información con medidores

Los datos de la tabla sontransmitidos leyendo o escribiendoen una tabla particular o sección detabla. El acceso puede ser local oremoto.

IEC 62056 – DLMS/COSEM

DLMS (Device Language Message Specification) y COSEM (COmpanionSpecification for Energy Metering) conforman un protocolo decomunicación para la capa de aplicación, el cual define unaestructura para los datos a transmitir (modelo de datos) y especificala forma en que se accede a ellos.

3. Estándares AMI para intercambio de información con medidores

IEC 62056 – DLMS/COSEM

• COSEM Especifica la semántica de las aplicaciones de medición.Utilizan un modelo basado en objetos.

• DLMS Define la sintaxis a través de un protocolo de capa deaplicación que especifica los servicios para acceder a los objetosCOSEM

• OBIS (Object Identification System) Es el sistema de identificación deobjetos

3. Estándares AMI para intercambio de información con medidores

IEC 62056 – DLMS/COSEM

El estándar presenta un modelo de datos orientado a objetos:

El equipo físico es visto comoun conjunto de dispositivoslógicos.

Cada dispositivo lógico tiene unidentificador único y mantienecierta información.

Cada parámetro en el medidoresta representado por un objetoCOSEM.

Todos los objetos de la mismaclase tiene los mismos atributos ymétodos.

3. Estándares AMI para intercambio de información con medidores

IEC 62056 – DLMS/COSEM

3. Estándares AMI para intercambio de información con medidores

IEC 62056 – DLMS/COSEM

Características:

Especificación abierta, pública y estandarizada internacionalmente (IEC, CENELEC, CEN), multi-servicios y multimedios.

Soportada por una gran cantidad de proveedores de medidores y sistemas (más de 600 tipos de medidores compatibles de más de 100 fabricantes)

Proporciona acceso basado en roles con diferentes alcances y varios contextos y políticas de seguridad.

Administración y notificación de alarmas y eventos. Facilita la interoperabilidad, la interconectividad y la intercambiabilidad. Datos, mensajes y protocolos con opciones de seguridad para el

intercambio de información. Auto-descrito, con características negociables. Interoperabilidad evaluable

3. Estándares AMI para intercambio de información con medidores

Definición Interoperabilidad

Capacidad de dos o más sistemas ocomponentes para intercambiarinformación y utilizar la informaciónintercambiada, de forma segura, efectivay con poco o ningún inconveniente parael usuario. (NIST).

Capacidad de un sistema de intercambiardatos con otros sistemas de diferentetipo y/o diferente fabricante (CENELEC).

Habilidad de un sistema o un productode trabajar con otros sistemas oproductos sin requerir de un esfuerzoespecial por parte del usuario. (IEEE).

4. De los Estándares a la Interoperabilidad

Definición Interoperabilidad

4. De los Estándares a la Interoperabilidad

La interoperabilidad hace referencia a dos aspectos:

Semántica: habilidad de loselementos del sistema deintercambiar datos con unsignificado común y no ambiguo.

Sintaxis: hace referencia a laestructura, empaquetamiento ytransporte de los datos

Beneficios

Lograr interoperabilidad reduce los costos de instalación y de integración

Acelera la implementación Proporciona la escalabilidad necesaria para el sistema pueda

evolucionar

4. De los Estándares a la Interoperabilidad

Capa funcional

Capa de Información

Capa Comunicación

Capa

Componentes

4. De los Estándares a la Interoperabilidad

Capas o niveles de Interoperabilidad

Casos de Uso y funcionalidades soportadas (Facturación, detección de fraude, tarifas…)

Información usada e intercambiada. Modelo de datos y capa de aplicación.

Mecanismos y protocolos para el intercambio de información

Interfaces físicas: conectores, niveles de voltaje, aislamiento, etc.

La adopción de estándares abiertos es una condición necesaria para lograr lainteroperabilidad, pero no es suficiente.

4. De los Estándares a la Interoperabilidad

• Cada estándar especifica diversas opciones para un mismo caso e incluso ofrecen extensiones y campos libres para especificaciones de fabricante (propietarias).

• Ejemplo: Algoritmos de seguridad, formatos de fecha y hora, direccionamiento de registros, etc

Adopción de estándares

4. De los Estándares a la Interoperabilidad

Adopción de estándares

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4. De los Estándares a la Interoperabilidad

Adopción de estándares

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4. De los Estándares a la Interoperabilidad

Adopción de estándares

SE REQUIERE DEFINIR ESPECIFICACIONES COMPLEMENTARIAS

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4. De los Estándares a la Interoperabilidad

Proceso de Interoperabilidad

•Definir como se utilizará un estándar o especificación técnica-

•Pruebas de conformidad

•Pruebas de interoperabilidad

•Selección de estándares abiertos y especificaciones técnicas apropiadas

•Que datos se intercambiaran y como, de acuerdo a los casos de uso

Análisis Funcional y

creación/selec-ción de casos de

uso

Selección de Estándares y especificacio-nes Técnicas

PerfiladoPruebas

Fase 1 Fase 2

Fase 3Fase 4

Expert Group 1 'Standards and Interoperability for Smart Grids Deployment' of the European Smart Grids Task Force

4. De los Estándares a la Interoperabilidad

Proceso de Interoperabilidad

•Definir como se utilizará un estándar o especificación técnica-

•Pruebas de conformidad

•Pruebas de interoperabilidad

•Selección de estándares abiertos y especificaciones técnicas apropiadas

•Que datos se intercambiaran y como, de acuerdo a los casos de uso

Análisis Funcional y

creación/selec-ción de casos de

uso

Selección de Estándares y especificacio-nes Técnicas

PerfiladoPruebas

ESPECIFICACIONES COMPLEMENTARIAS

Fase 1 Fase 2

Fase 3Fase 4

Expert Group 1 'Standards and Interoperability for Smart Grids Deployment' of the European Smart Grids Task Force

“SmartGrid/AEIC AMI Interoperability Standard Guidelines forANSI C12.19 / IEEE 1377 / MC12.19 End Device Communicationsand Supporting Enterprise Devices, Networks and RelatedAccessories”.

4. De los Estándares a la Interoperabilidad

Ejemplos de especificaciones complementarias

“Dutch Smart Meter Requirements”.

4. De los Estándares a la Interoperabilidad

Ejemplos de especificaciones complementarias

“The Interoperable Device Interface Specifications (IDIS)Industry Association”.

4. De los Estándares a la Interoperabilidad

Ejemplos de especificaciones complementarias

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