Wireless IEDs

8/19/2019 Wireless IEDs

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Smart Grid

Solución de Comunicaciones Inalámbricaspara el Telecontrol de IEDs


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Cristian Flores Barría

Universidad de Santiago de Chile

[email protected]

+56 9 5015 4034


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Schneider Electric 3 Agosto 2013

Smart Grid

● ¿Po r q u é? – En todo el mundo, las redes eléctricas, se han vuelto cada vez máscomplejas y menos estables. Para continuar entregando un balance entre lademanda y el suministro, la red necesita volverse más inteligente.

● ¿Cómo? – La red eléctrica será inteligente una vez que todos los usuarios esténpreparados para la Smart Grid y conectados a la red.

● Las utilities contarán con un suministro más inteligente, para administrar la demandacreciente, la complejidad de la red y las preocupaciones medioambientales.

● Compañías energéticamente eficientes y usuarios finales activos tendrán una demandamás inteligente, para maximizar los costos y los beneficios medioambientales de laeficiencia energética.

● la Respuesta a la Demanda vinculará eficientemente el suministro con la demanda.

● ¿Q u é? – La Smart Grid será impulsada por la innovación: nuevas tecnologías,nuevas arquitecturas, nuevos modelos de negocio, nuevos modelos financieros… ynuevos actores.

● ¿Qu ién ? - Schneider Electric es smart grid-ready y activo en 5 dominios clave de laSmart Grid:

● Smart Supply: Distribución flexible e integración de renovables.● Smart Demand: Casas y edificios inteligentes.● Demand Response.


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Flujo Bidireccional de Electricidad e Información

Infraestructura Eléctrica

Infraestructura Inteligente

Fuente: NIST

Comunicaciones en Smart Grid

●Las comunicacionesbidireccionales otorganinteligencia a la red eléctrica

●Objetivos principales:● Monitoreo Inteligente

● Seguridad● Balance de la Carga

● Interoperabilidad

Arquitectura SEP

Arquitectura IT+ Arquitectura Comunicaciones

Interoperabilidad Aplicaciones Smart Grid


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L A N

D N P 3 / I E C 6 1 8 5 0

Sub

estación

Wide Area Network (WAN)

( V a r i a s o p c

i o n e s )

I P - M P L S / T - M P L S

cableada

Backbone

S O N E T - S D H / S T S - M

e s h / D W D M

P a c k e t / E t h

e r n e t

W i M a x 8 0 2

. 1 6 d / e

inalámbrica

W i F i 8 0 2 . 1

1 g / n

T r u n k e d R

a d i o

3 G - 4 G L T E / 1 X R

T T / E V D O

inalámbrica

Backhaul

G P R S / E D G E / H D S P A

W i M a x 8 0 2

. 1 6 d / e

W i F i 8 0 2 . 1

1 g / n

M e s h R F / m m

- W a v e

R F P P P / M

A S

8 0 2 . 1 6 / L M D S

G P O N / E P O N

cableada

R F o G - D O

C S I S

E t h e r n

e t

D S L / P O T S

/ P D H

L A N

D N P 3 / I E C 6 1 8 5 0

Sub

estación

NAN/FAN Redes AMI

( V a r i a s o p c

i o n e s )

R F M e s h / 8 0

2 . 1 5 . 4 g

inalámbrica

W i M a x 8 0 2

. 1 6 d / e

3 G - 4 G L T E / 1 X R

T T / E V D O

R F P M P / M A S

W i F i 8 0 2 . 1

1 g / n

8 0 2 . 2 . 1 5 . 4 /

Z i g B e e

G P O N / E P O N

cableada

R F o G - D O

C S I S

P L C / B P L P

1 9 0 1

A N S I C 1 2 . 2 2

Smart

Meters

8 0 2 . 2 . 1 5 . 4 /

Z i g B e e

inalámbrica

HAN/BAN/IAN

6 L o w P A N

W i F i 8 0 2 . 1

1 g / n

I T U - T S G 1 5

G . h n

cableada

H o m e P l u g

Capa de comunicaciones de la Smart Grid

Mapa de tecnologías y protocolos de la red de comunicaciones en Smart Grid


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¿Qué tecnología inalámbrica elegir?

WANCelular (3G, GPRS)

●Ventajas

– Robusta red existente – Bajo mantenimiento

– Bajo costo de inversión

●Desventajas – Baja cobertura en zonas

rurales

– Sobrecarga o pérdida decomunicaciones en casode catástrofes naturales

NAN/FANWiFi 802.11 g/n

●Ventajas

– Tecnología madura – Smart-grid ready

– Alta seguridad (AES, WPA2)

– Soporta múltiplesarquitecturas de red

●Desventajas – Requiere mayor

infraestructura (routers, Access-points)

– Desconfianza desde elmundo industrial


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FactoryCast TSX ETG3022


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FactoryCast TSX ETG3022

●Solución eficiente para elcontrol y monitoreo remoto

●Solución Todo en Uno:Gateway+Modem+HMI

●Gateway transparente

●Módem GPRS en la banda850/1900 MHz

●Seguridad en GPRS:

● VPN●Encriptación

●Mini Firewall

• Permite el acceso transparente a los dispositivosEthernet: VPN y ruteo NAT

• Servidor Web embebido que provee:Diagnósticos remotos, monitoreo y control dedispositivos. Servicios Web SOAP/XML

• Solución probada en Smart-Water


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Arquitecturas GPRS

●Comunicaciones PPP GPRS sin túnel VPN

●Acceso transparente a los dispositivos Ethernet●Ruteo NAT

Red TCP/IP

Red Modbus/RTU

Ruteo NAT

Ruteo Modbus ID

Conexión PPPIP fija o dinámicaDynDNS

GPRS/Internet

Pasarela

ETG3022

PC Remoto

con acceso

a internet


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Pasarela

ETG3022

Arquitecturas GPRS

●Comunicaciones PPP GPRS con túnel VPN inter-sitios

●Intercambio de datos entre dos o más sitios

Red TCP/IP

Red Modbus/RTU

Ruteo Modbus ID

Conexión PPPIP fija o dinámicaDynDNS

Pasarela

ETG3022


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Connexium

Puntos de acceso WiFi y Antenas


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Puntos de acceso WiFi

●Permiten extender la red Ethernet de manera inalámbrica

●Agregan seguridad utilizando encriptación en lascomunicaciones

●AES, WPA2

Segmento TCP/IP

Útil en casos donde son difíciles lascomunicaciones cableadas


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WiFi en la NAN

●La tecnología WiFi es altamente adecuada para grandes redes al airelibre donde se conectan Smart Meters a la NAN.

●Se han desarrollado implementaciones a escala ciudad de redes Wifi,tanto para acceso Wireless como backhaul.

●La tecnología WiFi soporta diversos tipos de configuraciones: Punto apunto, punto a multipunto, malla distribuida.

●La extensión IEEE 802.11s (Mesh over 802.11), será el motor en eldesarrollo de la autorecuperación de las redes WiFi a gran escala.

●¿Es seguro?

● WPA2 es la última versión de seguridad WiFi, utiliza el estándar deencriptación avanzada ( AES) en la capa Link del modelo OSI.

● Una vez fuera de la red WiFi debe utilizarse otro tipo de seguridad, por ejemplo VPN.


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FactoryCast ETG3022: Gateway GPRS/TCPIP

Extensión WLAN para equipos de dificil acceso

Automatización de la distribución

● Control Cubicle● Easergy T200P

● ADVC/PTCC

● Fault passage Indicator

● Flite

Red Aérea

1

● Control Unit● Easergy T200I Fault passage Indicator

● Flair Digital Protection Relay

● Sepam Power quality monitoring

● Ion

Red subterránea

Internet

8

9

2

3

4

5

6

7

8

9


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Comunicaciones para AMI

Industrial/Comercial

Internet


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Comunicaciones para AMI residencial

WAN: GPRS

NAN: WiFi

Internet


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Alternativas

Routers GPRS/Ethernet de terceros


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Router GPRS Xibelis Axyon

●Distribuidor: YXWireless

●GSM/GPRS/EDGE

●DDNS, Port Forwarding

●Configuración Web

●Útil donde no se requiere accesodirecto a dispositivos Modbus, nifunciones avanzadas


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Moxa Serie OnCell

● Router GSM/GPRS/EDGE/3G

● Configuración Web

● DDNS, VPN, Port Forwarding

● I/O Board (Oncell 5104)

OnCell 5004 OnCell 5104

● Gateway GSM/GPRS/EDGE

● Configuración Web

● DDNS, VPN, Port Forwarding

● I/O Board (2DI/1DO)

● Interfaz serial y ethernet


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Equipo WAN Seguridad Otras funciones de Red interface I/O HMI embebido Otro

FactoryCastETG3022

GSM/GPRS Filtrado de IP, VPN DDNS, NAT, M odbusID r outing Ethernet/Serial/USB 2 DO, 6 D I siConfiguración Web,Servidor SOAP/XML

Xibelis Axyon GSM/GPRS/EDGE no DDNS, NAT Ethernet n/a no Configuración Web

OnCell G3110 GSM/GPRS Filtrado de IP, VPN DDNS, NAT Ethernet/Serial 1 DO, 2 DI no Configuración Web

OnCell 5004 GSM/GPRS/EDGE/3G Filtrado de IP, VPN DDNS, NAT Ethernet n/a no Configuración Web

Oncell 5104 GSM/GPRS/EDGE/3G Filtrado de IP, VPN DDNS, NAT Ethernet 1 DO, 2 DI no Configuración Web

FactoryCast ETG3022 OnCell 5004 OnCell 5104Xibelis Axyon OnCell G3110


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¿Por qué Schneider Electric?

Soluciones para la Smart Grid


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6 áreas de soluciones expertas

Personalizado a las necesidadesúnicas de cada ciudad

Integrado para el rendimiento

Entregado en un modelocolaborativo

Entregamos soluciones expertas gracias a la colaboración.

Líder en soluciones Smart Grid


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