Diseño de un modelo computacional para la gestión inteligente de la información en los transformadores de potencia a partir de fuentes del Internet de la Energía (IoE)

Abstract

Este proyecto investigativo presenta un prototipo computacional diseñado para obtener valor, optimizar la vida útil de los activos en especial de los transformadores de potencia, mediante la integración de datos y procesos en un ecosistema de Internet de la Energía (IoE). La integración de conceptos relacionados con la gestión de activos en los transformadores de potencia de las redes de distribución en Colombia requiere una metodología estructurada. Se propone metodología híbrida que combina el enfoque de pensamiento de diseño, con énfasis en el cumplimiento de la norma de Gestión de Activos (International Organization for Standardization, 2014) con tecnologías de vanguardia como Internet de las Energía y estándar como CRISP-DM. El prototipo busca caracterizar, comprender el comportamiento y facilitar la interacción del transformador de potencia como activo físico productivo de la red eléctrica, mejorar su gestión y seguridad. El dispositivo Coresense ubicado en activos de la Central Hidroeléctrica de Caldas de acuerdo con la criticidad permite a través de sensores recolectar datos en tiempo real sobre variables como temperatura de aceite, el hidrogeno y la humedad de los transformadores de potencia. La plataforma tecnológica actúa como un ecosistema para procesar y almacenar estos datos. El análisis de la información genera indicadores que ayudan en la gestión y mantenimiento preventivo, prolongando la vida útil de los activos. El análisis y visualización de datos en tiempo real permite optimizar la distribución de la energía, ya que se lograría tomar decisiones sobre posibles reemplazos de equipos o solamente necesidades de mantenimiento de los activos, a partir de medir el desempeño y comparar con los estándares internacionales (EIMAC, 2024) y según el activo estudiado, determinar escenarios de operación que permitan mejorar la eficiencia de la red, y de esta manera impactar en la reducción de los costos de mantenimiento, reparación e interrupciones en el servicio, tal como lo plantea debe ser realizada la operación de las redes de distribución según la regulación colombiana (Comisión de Regulación de Energía y Gas, 2018) Para lograr la visualización de información en la gestión de activos de transformadores de potencia, se requiere implementar un panel interactivo que presenta de manera clara las asociaciones entre variables y los comportamientos tempranos del equipo. Este panel se propone que integre gráficos y análisis de datos, facilitando la identificación de patrones y anomalías que podrían señalar problemas inminentes. Lo anterior es la base para comenzar con la implementación de un prototipo computacional que ofrezca una solución tecnológica, fundamentando un ecosistema basado en el concepto IoE, para gestionar la seguridad, confiabilidad y vida útil de los activos en una red de distribución eléctrica (Iberdrola, 2024) (Texto tomado de la fuente).

This research project presents a computational prototype designed to add value and optimize the lifespan of assets, especially power transformers, through the integration of data and processes in an Internet of Energy (IoE) ecosystem. The integration of concepts related to asset management in power transformers in distribution networks in Colombia requires a structured methodology. A hybrid methodology is proposed that combines the design thinking approach, with an emphasis on compliance with the Asset Management standard (International Organization for Standardization, 2014), along with cutting-edge technologies such as the Internet of Energy and standards like CRISP-DM. The prototype aims to characterize, understand the behavior, and facilitate the interaction of the power transformer as a productive physical asset of the electrical grid, improving its management and safety. The Coresense device, located on assets in the Caldas Hydroelectric Power Plant according to their criticality, allows the collection of real-time data through sensors that measure variables such as oil temperature, hydrogen, and humidity in power transformers. The technological platform acts as an ecosystem for processing and storing this data. The analysis of this information generates indicators that aid in management and preventive maintenance, prolonging the lifespan of the assets. Real-time data analysis and visualization enable the optimization of energy distribution, as decisions could be made regarding potential equipment replacements or maintenance needs based on performance measurements, comparing them with international standards (EIMAC, 2024), and according to the asset studied, determining operational scenarios that improve grid efficiency. In this way, the system could impact the reduction of maintenance, repair, and service interruption costs, as outlined in the operational requirements for distribution networks under Colombian regulations (Energy and Gas Regulatory Commission, 2018). To achieve the visualization of information in the asset management of power transformers, it is necessary to implement an interactive dashboard that clearly presents the relationships between variables and the early behaviors of the equipment. This dashboard is proposed to integrate graphs and data analysis, facilitating the identification of patterns and anomalies that could indicate imminent problems. The above serves as the foundation for the implementation of a computational prototype that offers a technological solution, based on an IoE-based ecosystem, to manage the safety, reliability, and lifespan of assets in an electrical distribution network (Iberdrola, 2024).