VIRTGRID es un proyecto coordinado por Tecnalia y desarrollado en colaboración con Ingeteam R&D Europe, ZIV I+D, la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) y la Asociación Cluster de Energía, subvencionado por el Gobierno Vasco a través del programa Elkartek.

 

El proyecto VIRTGRID arrancó su actividad en 2022 con el objetivo de investigar en tecnologías digitales como Edge Computing, Cloud Computing, Big Data, Internet of Things (IoT) y la Ciberseguridad asociada a las mismas para incrementar la inteligencia en las subestaciones y centros de transformación, y específicamente, para aplicar las prestaciones de estas tecnologías a la virtualización de los dispositivos electrónicos presentes en dichos nodos de la red, así como a su despliegue y administración.

La incorporación de tecnologías digitales en las redes eléctricas – tanto de transporte como de distribución – tuvo su origen en los equipos de medida, protección y control, que pasaron hace ya décadas a ser equipos electrónicos inteligentes (IEDs) basados, por un lado, en un hardware propietario a medida, con capacidad de proceso, entradas y salidas analógicas/digitales y comunicaciones digitales y, por otro, en un software embebido en el mismo que se encarga de dar al IED la funcionalidad requerida gestionando adecuadamente entradas, salidas y comunicaciones.

La evolución de los estándares y el progresivo desarrollo de las tecnologías de información y comunicaciones (TIC) han impulsado la transformación de las redes eléctricas tradicionales en las denominadas Redes Inteligentes o Smart Grids. Sin embargo, el avance de tecnologías digitales innovadoras como Virtualización, Edge Computing, IoT, Big Data y la Ciberseguridad ligada a las mismas, ha tenido hasta ahora un impacto menor de lo esperado en los sistemas de control desplegados en las subestaciones eléctricas y los centros de transformación en general, y en los dispositivos electrónicos embebidos en dichos sistemas en particular.

Diversas iniciativas de operadores de red (TSOs y DSOs) tanto de forma individual como, en algunos casos, compartida en diversos foros – aún en fase incipiente – ponen de manifiesto la necesidad de incorporar estas tendencias tecnológicas en la cadena de valor del sector de Redes eléctricas. Mientras que en el ámbito de las subestaciones la transición hacia las tecnologías digitales se produce en torno a estándares como IEC 61850, en los centros de transformación surge como necesidad de dotarlos de inteligencia para gestionar de forma autónoma y coordinada los elementos conectados eléctricamente a ellos.

La aplicación de tecnologías digitales a la virtualización de IEDs en subestaciones y centros de transformación contribuirá de forma sustancial a:

• Independizar la funcionalidad del hardware de las aplicaciones software, favoreciendo el uso compartido de recursos y la escalabilidad de las soluciones.
•  Reducir el número y el tipo de IEDs (combinaciones hardware/software propietarias) desplegados, con el consiguiente ahorro en costes, espacio y materiales.
• Facilitar la incorporación de nuevas funcionalidades y la adaptación de las existentes a medida que cambian los requisitos, con la consiguiente mejora en eficiencia, así como la creación de servicios y aplicaciones sin estar supeditados a un hardware específico.
• Simplificar la operativa y los costes de mantenimiento, y agilizar el despliegue de actualizaciones y/o nuevos casos de uso.

Para afrontar este reto, el proyecto VIRTGRID se focaliza en el análisis y caracterización de las prestaciones de tecnologías digitales como Edge Computing, Cloud Computing, Big Data, IoT y la Ciberseguridad asociada a las mismas para aplicarlas a la virtualización de los IEDs en subestaciones y centros de transformación, así como a su despliegue y administración. Además, abordará el desarrollo de una prueba de concepto demostrativa sobre la virtualización de IEDs, entendida como transición de los IEDs con funcionalidad específica asociada al hardware a una filosofía basada en una plataforma hardware ‘estándar’ y módulos software con funcionalidades embebidas (microservicios y aplicaciones contenerizadas).

A su finalización, y como fruto de la investigación llevada a cabo, el proyecto VIRTGRID habrá desarrollado

1. (i) una arquitectura básica de virtualización hardware y software para funcionalidades específicas en entornos de subestaciones eléctricas y centros de transformación,
2. (ii) algoritmos y un prototipo funcional de asignación dinámica de recursos computacionales en entornos virtualizados,
3. (iii) guías y una prueba de concepto de futuras soluciones de arquitecturas ciberseguras para el despliegue y actualización remota de componentes virtuales, y
4. (iv) un escenario de pruebas de concepto al servicio de la cadena de valor de Redes inteligentes, integrando a fabricantes de equipos inteligentes para redes eléctricas, operadores y otros actores, que podrá incorporarse a la red de activos del Basque Digital Innovation Hub (BDIH).

El proyecto VIRTGRID está coordinado por TECNALIA y cuenta con la participación de otros cuatro agentes de la Red Vasca de Ciencia Tecnología e Innovación: INGETEAM R&D EUROPE, ZIV I+D, la UNIVERSIDAD DEL PAÍS VASCO (UPV/EHU) a través de sus departamentos de ingeniería eléctrica (GISEL) y de ingeniería de comunicaciones (TSR) y la ASOCIACIÓN CLUSTER DE ENERGÍA. TECNALIA, además de la coordinación, aborda la investigación en ciberseguridad para entornos virtualizados y la definición de la prueba de concepto para validar los desarrollos del proyecto. INGETEAM R&D EUROPE lidera la definición de arquitecturas de virtualización en entornos eléctricos teniendo en cuenta requisitos de escalabilidad y de despliegue masivo. ZIV I+D aporta su experiencia en tecnologías de medida, captación, actuación, regulación, control, protección y teleprotección, así como en sistemas de inteligencia distribuida y gestión. UPV/EHU, por su parte, se centra en el ámbito de las protecciones de sistemas eléctricos y en las comunicaciones en entornos virtualizados de carácter crítico. Por último, la ASOCIACIÓN CLUSTER DE ENERGÍA coordina las actividades de comunicación y difusión del proyecto para propiciar la transferencia de los resultados obtenidos a empresas de la cadena de valor de Redes inteligentes.

El proyecto VIRTGRID tiene una duración de 2 años y está subvencionado por el Departamento de Desarrollo Económico, Sostenibilidad y Medio Ambiente del Gobierno Vasco a través del programa ELKARTEK.