Experiencia sobre el terreno de ADD Grup de despliegue a gran escala de G3-PLC Híbrida en la red dura de Rusia.

Publicado el15 julio 2020

La evolución de PLC autónoma a PLC y RF híbrida fue inspirada por las solicitudes y requerimientos de unos distribuidores rusos de energía eléctrica, que tratan de conseguir una infraestructura de comunicación estable y segura. Las implementaciones patentadas de varios competidores, donde RF estaba solamente un canal de reserva y la conexión se hacía de modo manual solamente en ciertas áreas, no podía ser un enfoque correcto. Además, el cliente requiere que la implementación se base en el estándar  industrial.

Matritca Ltd , el productor líder de los contadores inteligentes de Rusia y ADD GRUP en colaboración con STMicroelectronics desarrolló la solución híbrida PLC y RF basada enteramente en la pila de protocolos G3-PLC, permitiendo que ambos canales PLC y RF sean cambiados dinámicamente en dependencia de la velocidad de la conexión y del éxito.

La información presentada más abajo comprende un resumen de la experiencia sobre el campo de trabajo con la Solución híbrida G3-PLC, así como otras tecnologías y ofrece un análisis comparativo.

Descripción de la red:
La mayor parte de la red está compuesta por sectores privados y se caracterizan como:

  • distancias largas
  • densidad diferente de consumidores (varía desde 5-6 consumidores en un solo sector hasta una distancia de 300-600 metros entre consumidores);
  • la calidad de la red varía de conductores aislados autoportantes hasta conductores monofásicos no aislados finos;
  • gran cantidad de equipos generadores de ruido en líneas de transporte de energía, así como en  la red de RF (radio, alarma, estaciones de radio de aficionados, terreno específico con gran número de colinas, árboles frondosos, etc.);
  • zonas rurales con presencia de consumidores malintencionados y otras pérdidas comerciales  - factores, que crean la necesidad de utilizar los sistemas de elementos separados (soluciones montadas en postes).

En conclusión, la red representa un entorno bastante duro, y si la solución funciona en tales condiciones, seguramente funcionará también en los demás entornos.

Experiencia anterior de trabajo en la red

Los contadores inteligentes, basados en G3-PLC Híbrida fueron utilizados en la mayor compañía distribuidora de la región de sur de la Federación Rusa. Las redes de esta región están adaptadas a todas las generaciones de tecnologías PLC, utilizadas por el sistema ADDAX para fines de medición inteligente:

  • Tecnología patentada ADDAX FSK - 80-90% de recolección de datos. Número total de 50 000 contadores inteligentes.
  • S-FSK (IEC 61334-5-1) – 95-99% recolección de datos. Casi 50 000 contadores;
  • PRIME 1.3.6. - 95-97% recolección de datos. Casi 1 500 contadores.

Nuestra experiencia de trabajo con redes de esta región es muy grande, lo que nos permite planificar, crear expectativas y soluciones concretas y comparar de modo objetivo las tecnologías.

Etapas del proyecto

  1. La zona piloto de 40 contadores fue desplegada en la región de Moscú, para obtener una comprensión básica de la solución de comunicación.
  2. La siguiente etapa - 300 contadores fueron instalados en la zona del sur de Rusia, en el territorio del cliente en una red real con las condiciones arriba descritas. Ambas, PLC y RF fueron verificadas. Las ventajas de la solución híbrida se observaron en el segmento de red con líneas de larga distancia con cables desnudos finos, donde los contadores fueron registrados con éxito en DCU de otro transformador de distribución de RF.
  3. Puesta en marcha a gran escala del proyecto de 40 000 contadores inteligentes híbridos G3-PLC. Durante la primera etapa fueron utilizados 5 000 contadores con 96-99,1 % indicaciones diarias  y 98-99,7% indicaciones semanales. Los problemas identificados estaban relacionados con el algoritmo no optimizado de registro y solicitud de contadores, lenta reacción de contadores  tras el rearranque del alimentador por causa del gran número de solicitudes de registro, es decir  gran número de comunicaciones cruzadas. Hemos optimizado la solución y hemos cambiado el algoritmo de registro.

Por causa de la cuarentena por COVID-19, el despliegue de contadores inteligentes fue suspendido y recientemente ha sido reanudado. La recolección diaria de datos con la ayuda de contadores híbridos  continúa permaneciendo a un nivel alto de 98-99, 7%. La tecnología  ya está asimilada y optimizada, lo que permite un desarrollo rápido en la red real con cualquier tipo de cableado y forma.

Análisis comparativo

FSK. En proyectos con más de 5 000 contadores aparece la necesidad de limpiar la red. Por ejemplo, existe la necesidad de filtros, y por causa de frecuencias fijas FSK a veces es imposible encontrar la solución correcta, sobre todo cuando hay mucho equipamiento ruidoso. De este modo, el indicador de lectura exitosa disminuye.

S-FSK. Como en caso de FSK, existe la necesidad de análisis y limpieza de la red. Pero, debido al mecanismo de repetición y a la posibilidad de desplazamiento de frecuencias, los filtros no se utilizan y la velocidad de lectura es mucho mayor, pero todavía no es ideal.

PRIME y G3-PLC. Ambas tecnologías muestran un buen registro de contadores y buenos resultados de recolección de datos. No obstante, están optimizadas para una alta densidad de consumidores y podrían no alcanzar el nivel máximo de rendimiento, cuando la cobertura del contador por el transformador de distribución es menos de 95%. Hay áreas donde algunas fuentes de ruido no pueden ser eliminadas y deben ser filtradas. A veces, las distancias largas requerían repetidores.

Con la solución híbrida G3-PLC, nosotros teníamos que visitar el lugar de instalación para verificar los transformadores de distribución con baja velocidad de lectura. Fueron detectados algunos ruidos, pero de hecho el problema constaba en la conexión incorrecta de DCU (faltaba el neutro), lo que llevó prácticamente a falta de comunicación PLC. Tras la corrección de la conexión DCU, la velocidad de lectura aumentó hasta el nivel necesario. Debido a la combinación de PLC y RF el ruido excesivo no afecta el rendimiento de ninguno de los transformadores de distribución. En el medio rural, donde hay una multitud de conexiones de líneas largas sin puntos de comunicación. Las zonas libres de edificios  son apropiadas para la propagación de la señal por el canal RF, y no por líneas de transmisión de energía. La adaptación dinámica de la solución híbrida a varios entornos está a un nivel excelente, aunque la conclusión final debería ser hecha cuando todos los 40.000 contadores del proyecto sean implementados.

Experiencia en otras redes

Siberia: Un Proyecto piloto exitoso de casi 100 contadores. Registro y velocidad de lectura diaria  - 100%

India: durante unos cuantos años nosotros hemos efectuado pruebas en varias redes con soluciones PLC de diferentes generaciones. Las condiciones de campo fueron muy duras, el estado de las redes muy mal, las temperaturas altas,  y un alto nivel de ruidos. La busca de las fuentes de ruido es la tarea básica más importante.
Nosotros hemos estudiado solamente la experiencia de soluciones basadas en RF. El análisis demuestra que aún con una velocidad de lectura mayor o menor la estadística de solicitudes a demanda (conexión/desconexión del relé, configuraciones, etc.) es más baja del 90%. Algunas tecnologías aseguran solamente AMR, sin ofrecer la posibilidad de gestión real de la infraestructura de medición.
La utilización de G3-PLC Híbrido en las mismas condiciones mostró excelentes resultados de 98-99% no solamente para la velocidad de lectura diaria, sino también para las solicitudes a demanda.
En presente llevamos negociaciones con unas compañías eléctricas muy grandes de India sobre la posibilidad de despliegue a gran escala de la solución híbrida G3-PLC y RF.

Planes para el futuro

  • Optimización del registro del contador en un DCU determinado y eliminación de comunicaciones cruzadas.
  • Visualización del rendimiento de la red híbrida en tiempo real
  • Pruebas de intervalos FCC
  • Utilización a gran escala de la solución híbrida G3-PLC en las más difíciles condiciones en todo el mundo.

Conclusión final
La tecnología híbrida G3- PLC funciona y está lista para el despliegue a gran escala. Por supuesto, ¡nosotros nunca dejamos de aprender y continuamos efectuar mejoras para alcanzar la perfección!