Capire la gestione dei dati nei sistemi Smart Grid

Le reti intelligenti sono le innovazioni del futuro per quanto riguarda la distribuzione di energia sostenibile. Questo comporta anche un'enorme quantità di dati che devono essere elaborati ad un ritmo costante. La gestione dei dati qui è essenziale per il corretto funzionamento e la stabilità delle reti intelligenti e la loro funzionalità.

Cos'è la gestione dei dati?

Il termine 'Data Management' si riferisce al processo o alla pratica di raccogliere, compilare e utilizzare le informazioni in modo sicuro ed efficiente, risparmiando sui costi. Questa attività ha lo scopo di permettere l'analisi delle informazioni quando è necessario per dare un senso alle vastissime quantità di dati di cui disponiamo oggi. Tuttavia, la gestione dei dati è razionalizzata alle sole informazioni necessarie per far funzionare le reti in modo efficace quando ha a che fare con i sistemi di reti intelligenti.

Un'altra ragione per una corretta gestione dei dati nei sistemi di rete è che le azioni correttive possono essere prese quando se ne presenta la necessità, in modo che i partecipanti alla rete possano massimizzare i benefici all'interno del settore energetico. La portata della gestione dei dati è vasta, ma può essere compresa nei seguenti fattori:

1. Per creare, accedere e aggiornare i dati in un diverso livello di dati
2. Memorizzare i dati su numerose piattaforme
3. Fornire alta disponibilità e disaster recovery
4. Utilizzare i dati in una crescente varietà di app, analisi e algoritmi
5. Garantire la privacy e la sicurezza dei dati
6. Archiviare e distruggere i dati seguendo i programmi di conservazione e i requisiti di conformità

Per ottenere il massimo dalla gestione dei dati, le organizzazioni e gli amministratori hanno bisogno di sistemi di gestione dei dati che siano specifici per le loro esigenze. Il punto è trovare le informazioni necessarie per l'analisi.

Gestione dei dati nei sistemi Smart Grid

Le reti intelligenti hanno i loro peculiari vantaggi e cambiamenti che coinvolgono il settore dei sistemi di tecnologie dell'informazione e della comunicazione. Questi nuovi cambiamenti includono:

1. Nuove forme di flusso di informazioni provenienti dalla rete elettrica
2. Nuovi attori come produttori decentralizzati di energie rinnovabili, prosumer e consumatori coinvolti
3. Nuovi usi legati alle DER come i veicoli elettrici e le case connesse
4. Nuove apparecchiature di comunicazione come contatori intelligenti, sensori e punti di controllo a distanza

Questi cambiamenti porteranno un'enorme quantità di informazioni agli operatori e agli amministratori della rete a causa delle molte variabili coinvolte nella produzione, distribuzione e consumo di energia. Le reti intelligenti sono viste come una soluzione concreta ai cambiamenti concomitanti che colpiscono il settore dell'energia elettrica, e aiutano l'integrazione efficiente dell'intera rete. Quindi, poiché le reti intelligenti assicurano un'alta integrazione della rete elettrica dalla produzione al consumo, ci si aspetta che passino grandi quantità di dati, che non sono ordinati come nelle reti convenzionali che avrebbero, per esempio, un contatore che legge il consumo totale in un mese. Con una caratteristica come un contatore intelligente che potrebbe essere impostato per inviare le letture dei consumatori ogni 15 minuti, le reti intelligenti ottengono maggiori quantità di dati per set di tempo, il che significa più informazioni da ordinare attraverso, con soglie di analisi più elevate. Questo è il motivo per cui la gestione dei dati è necessaria; le griglie intelligenti hanno bisogno di trattare con dati ad alta velocità, capacità di stoccaggio e analisi avanzata dei dati.

Ci sono due principali sistemi di dati collegati alle smart grid che discuteremo qui: i sistemi di comunicazione e i sistemi di informazione.

Sistemi di comunicazione nella gestione dei dati delle smart grid

La comunicazione è un fattore cruciale in qualsiasi relazione, anche tra i componenti di un computer. Nelle reti intelligenti, mantenere quella connessione in modo che i dati possano essere trasmessi tra i componenti è essenziale. Questo sistema deve essere sicuro e capace di alta larghezza di banda e velocità. Tre tipi di reti rientrano in questo sistema: Home Area Networks (HANs), Business Area Networks (BANs) e Neighbourhood Area Networks (NANs). Questi tipi di rete possono essere ulteriormente classificati in due grandi categorie, che sono le tecnologie cablate e wireless.

Sistemi informativi nella gestione dei dati delle smart grid

Questi sono componenti delle reti intelligenti che comunicano insieme per la scalabilità e la flessibilità della rete. Controllano e caricano i dati dal campo e poi li usano per estrarre i valori e capire le condizioni delle linee, le attrezzature, l'uso dell'energia, ecc. Ci sono diversi componenti all'interno del sistema informativo come:

• Il controllo di supervisione e acquisizione dati (SCADA) è un sistema sicuro e affidabile di elementi software e hardware utilizzati per il controllo del monitoraggio all'interno della rete. Il sistema controlla i processi di distribuzione dell'energia, monitora e raccoglie dati in tempo reale, registra gli eventi e interagisce con i dispositivi attraverso un'interfaccia uomo-macchina. SCADA può essere applicato anche in settori industriali come l'energia, il petrolio e il gas, il trasporto e il riciclaggio. Questi sistemi sono essenziali perché aiutano a mantenere l'efficienza, elaborare i dati in modo più intelligente e mitigare i tempi di inattività con problemi di sistema.

• L'infrastruttura di misurazione avanzata (AMI) aiuta l'efficienza dei costi e del tempo compilando i dati sul consumo e la produzione di energia. L'AMI crea dei contatori di comunicazione bidirezionali tra i consumatori e gli operatori di servizio che permettono la raccolta di dati ad alta frequenza del consumo di energia all'interno delle reti intelligenti. Questo dà agli operatori delle utility la possibilità di modificare i diversi parametri del livello di servizio per i clienti e di raccogliere dati sulle frequenze di utilizzo e sulle fluttuazioni.

• Il sistema di gestione delle interruzioni (OMS) è vitale per ridurre al minimo gli effetti e diagnosticare le cause delle interruzioni di corrente, e migliorare la disponibilità e l'affidabilità del sistema. Questo sistema è in grado di ripristinare i modelli di rete dopo un'interruzione. Sono anche in grado di tracciare, visualizzare e raggruppare le interruzioni.

• Sistema d'informazione per i clienti (CIS) è necessario per sviluppare e comprendere la relazione tra i servizi pubblici e i consumatori. È un sistema completo di gestione delle relazioni con i clienti che aiuta a ottenere informazioni sui clienti in modo efficiente. Aiuta a fornire servizi di qualità ai consumatori utilizzando i dati raccolti.

• Il sistema informativo geografico (GIS) è considerato uno strumento di visualizzazione per raccogliere informazioni sulla rete, i consumatori e le tecnologie. Cattura, memorizza, controlla e visualizza dati apparentemente non correlati riguardanti le posizioni sulla superficie terrestre, il che aiuta a risolvere problemi del mondo reale attraverso la comprensione dei modelli spaziali.

• Il sistema di gestione della risposta alla domanda (DRMS) dà alle utility la capacità di creare piattaforme automatizzate, flessibili e integrate per gestire le soluzioni di risposta alla domanda in modo efficiente e veloce. È il collegamento critico tra il lato della risposta alla domanda della rete e gli operatori delle utility. Aiuta l'integrazione della tanto necessaria comunicazione bidirezionale tra i consumatori e gli operatori di rete.

Daki, H., El Hannani, A., Aqqal, A. et al. Big Data management in smart grid: concetti, requisiti e implementazione. J Big Data 4, 13 (2017).

I sistemi di gestione dei dati mantengono l'efficacia delle reti intelligenti, abbassano i costi dove necessario, aumentano i tempi di risposta e riducono la natura ingombrante della raccolta dei dati gestendoli in modo efficiente. Proprio mentre il futuro si arricchisce di innovazioni di vasta portata, la piattaforma Hive Power mette a disposizione diverse opzioni tecniche, soprattutto con robusti strumenti di analisi e gestione dei dati.