Internet Industriel des Objets IIOT : Tirer parti de la numérisation et de l’automatisation dans le réseau de demain

L'adoption à grande échelle des ressources énergétiques distribuées, telles que l'énergie solaire, éolienne et le stockage d'énergie, impose de nouvelles exigences au réseau. Alors que les services publics cherchent à installer de nouveaux systèmes de contrôle numériques et automatisés pour maintenir la stabilité du réseau et améliorer l'efficacité, ils peuvent apprendre des entreprises des secteurs plus intensifs en informatique où les technologies numériques ont généré des gains de productivité spectaculaires. La transformation numérique du réseau électrique s'inscrit dans une tendance plus large des secteurs à forte intensité d'actifs, appelée Industrie 4.0. Les technologies clés de cette quatrième révolution industrielle sont l'intelligence artificielle (IA), l'apprentissage automatique (ML), l'internet industriel des objets (IIoT) et le cloud, tous connectés par des technologies de réseautage telles que l'IP et la 4G. l'exploitation minière, la fabrication et le transport attrapent cette deuxième vague de transformation numérique. Ils utilisent des capteurs IIoT et d’autres appareils pour «numériser» leurs actifs physiques et les contrôler. En utilisant la puissance de traitement du cloud et des analyses AI / ML, ils transforment ces données en opérations automatisées. Dans les mines, cela leur permet d'automatiser bon nombre des tâches les plus dangereuses. Dans la fabrication, il transforme les lignes d'assemblage, les rendant beaucoup plus flexibles et efficaces. Dans le domaine des transports, nous assistons à la montée en puissance des trains sans conducteur et des voitures autonomes pour plus de sécurité.Ces mêmes technologies numériques peuvent être utilisées par les services publics pour gérer des réseaux aux ressources énergétiques distribuées (DER) croissantes afin d'améliorer leur capacité à se conformer aux réglementations gouvernementales en matière de fiabilité et de décarbonation. Les technologies numériques peuvent améliorer les résultats opérationnels en permettant aux systèmes logiciels de contrôler automatiquement de nombreux aspects de leurs réseaux. Ils peuvent détecter, analyser et optimiser les performances à l'aide de l'automatisation en boucle fermée pour augmenter l'efficacité, minimiser les pannes et améliorer la productivité en conséquence.Les réseaux de communication avancés, filaires et sans fil, sont le système nerveux central qui rend tout cela possible. Ils peuvent permettre aux services publics d'allouer l'énergie provenant du réseau aux charges et des DER au réseau.L'analyse des données provenant de capteurs et d'appareils numériques fournit alors une image complète de ce qui se passe sur le réseau à tout moment. Les systèmes logiciels basés sur l'IA et le ML génèrent des actions automatisées qui sont ensuite communiquées aux appareils connectés pour équilibrer les flux d'énergie en évolution rapide typiques des réseaux avec DER.LTE a été choisi par plus de la moitié des plus grands services publics mondiaux comme base de leur futur réseau de terrain sans fil (FAN). Un réseau LTE / 4.9G privé de qualité industrielle fournit une connectivité efficace, fiable et critique pour tous les équipements, applications et personnel du réseau sur un réseau convergent dédié. La 4.9G, basée sur les normes de l'industrie, est une solution éprouvée qui peut prendre en charge les cas d'utilisation actuels des services publics et les besoins pendant de nombreuses années.Heureusement, la plupart des services publics ont déployé IP / MPLS lorsqu'ils ont modernisé leurs communications de réseau étendu (WAN) pour connecter de grandes sous-stations, opérations et centres de données. La technologie LTE industrielle peut étendre économiquement ce réseau pour connecter des actifs critiques largement dispersés tels que le DER à grande échelle.Une solution combinée LTE et IP / MPLS permet à un utilitaire d'exploiter davantage son service WAN éprouvé, sa sécurité et son environnement de gestion. Ensemble, ces éléments créent un environnement unique et cohérent qui s'étend jusqu'au bord du réseau pour simplifier les opérations et améliorer les performances.A mesure que le nombre et la variété de capteurs et d'appareils augmentent, cette solution offre la flexibilité nécessaire pour répondre aux besoins futurs – évoluant facilement pour répondre à la demande tout en maintenant le exigeait de faibles latences et une bande passante élevée. L'avantage supplémentaire de ces technologies cellulaires mobiles est qu'elles peuvent étendre les services pour soutenir les actifs et les travailleurs en déplacement, des équipes de travail aux drones. Les réseaux LTE sont également hautement sécurisés. En plus d'une décennie d'utilisation dans les réseaux mobiles publics du monde entier, aucun réseau LTE n'a été violé. Étant le dernier kilomètre d'accès à de nombreux appareils de type IoT, la sécurité du système de communication est primordiale.Comme le secteur l'a appris de l'attaque en Ukraine, les services publics doivent veiller à ce que les points de vulnérabilité uniques soient rigoureusement protégés contre les attaquants qui cherchent à déstabiliser le réseau, provoquer des pannes de courant ou endommager l'équipement. Cela inclut les appareils d'automatisation de la distribution et les actifs DER, en particulier compte tenu de la grande variété d'appareils et de fabricants de ces appareils. La 5G améliorera en outre les capacités dans différents domaines tels que la latence et la fiabilité. La communication ultra-fiable à faible latence (URLLC) promet de fournir des temps de réponse rapides et une haute disponibilité – permettant des applications critiques telles que la protection différentielle de courant sur un réseau 5G.Le cas d'utilisation sera généralement lorsque des énergies renouvelables à grande échelle sont connectées à le réseau dans des endroits sans connectivité fibre. Un autre cas d'utilisation qui peut tirer parti de la 5G URLLC est les capacités de réalité virtuelle et augmentée qui permettent aux travailleurs de rafraîchir leur compréhension des processus, des outils, de l'équipement et des dispositifs de grille avant de commencer une tâche sur un site. Les informations système et les instructions peuvent également être superposées à ce qu'elles voient en temps réel. Le fonctionnement simultané de LTE / 4.9G et 5G fournira aux utilitaires une migration en douceur. Par exemple, les radios 5G peuvent être installées là où de nouveaux cas d'utilisation l'exigent, et le cœur du cloud 4G peut être ré-outillé pour la prise en charge de la 5G. Les appareils et outils sans fil LTE / 4.9G sur le terrain, ainsi que la prise en charge de LTE-M / NB-IoT, continueront de croître jusqu'à ce que l'IoT 5G se développe.Dans l'ensemble, ce réseau automatisé hautement connecté de l'Industrie 4.0 est essentiel pour réaliser des opérations réduites et les coûts de maintenance, l'amélioration de l'efficacité du système et l'augmentation de la fiabilité et de la résilience des services publics. La durée de vie des actifs peut être optimisée, le gaspillage de carburant réduit, les objectifs d'émissions de carbone atteints et les menaces de cybersécurité neutralisées. L'analyse logicielle d'apprentissage automatique, qui apprend et s'adapte à l'évolution du comportement du réseau, garantira toujours que le réseau fonctionne à son efficacité maximale et l'ajustera automatiquement à mesure que de nouveaux actifs et ressources entrent en service.Enfin, la numérisation est probablement mieux connue pour son rôle dans rendre possible de nouveaux modèles commerciaux. Dans presque tous les secteurs où une numérisation étendue a eu lieu, nous avons constaté des perturbations du modèle commercial. Il en sera de même pour les services publics d'électricité: on peut s'attendre à des innovations dans les modèles de service client (côté demande) et de distribution (côté offre), ce dernier étant le domaine le plus ouvert à l'évolution des modèles économiques et aux nouveaux entrants. Raison de plus pour les services publics d'adopter les leçons apprises par d'autres industries, qui ont été perturbées par les technologies numériques et de les adopter rapidement. De cette manière, les services publics peuvent relever les défis posés par des revenus fixes ou en baisse en fonction de la charge, des infrastructures vieillissantes et des exigences réglementaires en matière de décarbonisation et saisir les opportunités que les technologies renouvelables et la numérisation rendent possibles.

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