In Italia siamo stati fra i pionieri dei sistemi di smart metering con soluzioni che dopo oltre un decennio possiamo sicuramente definire lungimiranti. Per la seconda generazione di sistemi di smart metering l’Autorità per l’Energia Elettrica, il Gas e il Sistema Idrico (AEEGSI) si propone di proseguire su questa strada e definisce nel documento di consultazione 416/2015 le linee guida per il design di sistemi “future proof”.
I contatori intelligenti di seconda generazione dovranno restare in campo per circa quindici anni e inserirsi in uno scenario che già oggi si presenta abbastanza dinamico.
In particolare l’Autorità prende atto delle trasformazioni già in corso nel sistema elettrico e se da un lato ci si prepara all’evoluzione del segmento retail con il superamento del “Mercato Tutelato”, dall’altro si nota una sempre maggiore presenza della generazione distribuita da fonti rinnovabili e un aumento dei prosumers, gli utenti che sono al tempo stesso consumatori e produttori di energia.
Accanto ai criteri di progettazione future proof l’Autorità pone, per i sistemi di prossima generazione, un obiettivo di apertura.
Il sistema dovrà, in primo luogo, essere aperto verso gli utenti finali, fornendo i dati di misura, su un canale separato da quello utilizzato per le applicazioni di smart metering, all’utente finale e a terze parti designate.
Le soluzioni adottate in altri paesi utilizzano diverse connessioni fisiche: in Polonia è stata adottata una porta USB sul contatore, in Olanda un connettore RJ11, in UK le radiofrequenze e in particolare ZigBee; tutte le soluzioni presentano pro e contro (alimentazione a batterie vs compatibilità elettromagnetica, etc …). Al livello logico sono stati adottati protocolli come DSMR5/P1 oppure IDIS/CII.
Non solo, il sistema dovrà essere aperto anche in termini di valutazioni progettuali ed evitare che, scelte compiute oggi, possano ostacolare, in futuro, l’evoluzione del sistema stesso o addirittura limitarne la sicurezza. Sembra chiaro che uno stadio fondamentale per il raggiungimento di tali obiettivi debba essere l’adozione di protocolli standard e aperti.
Nel mondo dei contatori elettronici già da anni il protocollo DLMS/COSEM è considerato, in ambito europeo, lo standard di riferimento: i moderni protocolli che garantiscono interoperabilità ( e.g. IDIS) sono basati su DLMS/COSEM.
In maniera del tutto similare per l’interfacciamento dei sistemi software di smart metering lo standard di riferimento sembra essere il protocollo IEC/CIM 61968-9, comunemente adottato per lo scambio dei dati di misura fra i sistemi di acquisizione e gli altri sistemi che compongono l’infrastruttura IT dell’utility.
Come detto, uno dei requisiti per i sistemi di seconda generazione saranno le interfacce di comunicazione verso l’utente finale e le apparecchiature nella rete domestica (HAN Home Area Network). In questo caso è ancora più importante che tali interfacce siano aperte e standard, al fine di garantire al consumatore un’ampia piattaforma di applicazioni. (e.g. rendere i dati di misura disponibili ai sistemi di autogenerazione).
L’Autorità va tuttavia oltre introducendo l’obiettivo, definito “molto sfidante”, d’intercambiabilità.
Durante la vita dei sistemi di seconda generazione dovranno essere riassegnate, mediante gara, le concessioni dell’attività di distribuzione; tale processo potrebbe dare luogo anche a dei cambi di scenario rispetto all’attuale struttura. Occorre quindi che apparati e sistemi appartenenti a un distributore debbano essere compatibili con apparati e sistemi appartenenti a un altro distributore che potrebbero essere stati acquistati da fornitori diversi.
Si diceva che un’altra forma di apertura che si richiede, ai sistemi di smart metering di seconda generazione, è di tipo progettuale. Si vuole ottenere la massima indipendenza possibile dalle componenti hardware al fine di minimizzare gli interventi in campo per modificare o sostituire elementi del sistema. L’obiettivo è avere soluzioni che permettano un’evoluzione delle funzionalità del sistema agendo, nei limiti del possibile, sulle sole componenti software.
A questo punto siamo pronti per un’occhiata più ravvicinata a quelle che potrebbero essere le scelte tecnologiche per i sistemi di smart metering di prossima generazione.
In un recente incontro di approfondimento organizzato dall’Autorità, i distributori si sono espressi in maniera positiva nei confronti della tecnologia PLC (Power Line Carrier) utilizzata per i contatori intelligenti di prima generazione, pur sottolineandone i limiti in ambienti particolarmente disturbati come, per esempio, in presenza degli inverter utilizzati dai pannelli fotovoltaici.
Al momento si guarda, quindi, a soluzioni ancora basate sulla tecnologia PLC nella banda CENELEC – A, con l’intenzione di superarne i limiti evidenziati dalle esperienze della prima generazione di contatori intelligenti. La soluzione potrebbe essere offerta dalle nuove tecnologie power line (G3 PLC) basate sui protocolli OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing).
Il power line di terza generazione, oltre ad offrire maggiore robustezza e velocità in termini di comunicazione, va nella direzione degli obiettivi di intercambiabilità ed apertura di cui si è discusso in precedenza.
Il protocollo di comunicazione PLC G3 non è un protocollo proprietario, la G3 Alliance , l’associazione a cui appartengono non solo costruttori di contatori e di semiconduttori ma anche le stesse utility, garantisce indipendenza ed interoperabilità mediante tool di certificazione e framework di test.
Nelle discussioni, accanto alle tecnologie power line che restano al momento preferite, è stata più volte citata, come possibile tecnologia di back up al PLC, la tecnologia RF169 che sta dando buoni risultati nel campo delle applicazioni multi-energy ed in particolare per le applicazioni smart-gas.
L’AEEGSI richiede la separazione dei canali di comunicazioni fra le applicazioni di smart metering (fatturazione, tariffazione, controllo del carico, etc …) e le applicazioni domestiche quali la fornitura dei dati di misura all’utente e a sistemi di terze parti. In particolare per la seconda categoria di applicazioni al momento si guarda in due direzioni: PLC su banda CENELC – C e alla porta ottica presente su tutti i meter come possibile interfaccia per sistemi di terze parti quali display utente o smart appliances.
In direzione totalmente opposta al PLC le proposte degli operatori di telecomunicazioni che invece traguardano al futuro con piattaforme orizzontali basate sui protocolli mobile di quarta generazione come LTE.
I sistemi di smart metering, in questo scenario, sarebbero parte di Internet of the Things (IoT) condividendone quindi le soluzioni in termini di qualità della comunicazione, data security ed evoluzioni future ma anche in termini di problemi potenziali. Le proposte degli operatori di telecomunicazioni sembrano tuttavia in linea con la volontà dell’autorità di approfittare di eventuali benefici derivanti dalle sinergie con settori esterni a quello elettrico, come per esempio proprio quello delle telecomunicazioni.
Saranno inoltre definite le linee guida standard per la valutazione dell’analisi costi-benefici in modo da ridurre al minimo la discrezionalità degli operatori.
Vivendo all’estero da circa un decennio, il mio angolo di visuale su questo tema è certamente particolare. Mi sembra che AEEGSI abbia creato una base di presupposti per una seconda generazione aperta a quelli che saranno i temi futuri nell’ambito della gestione dell’energia: fonti rinnovabili, smart grid, convergenza IT-OT e nuovi protocolli di comunicazione; insomma ci sono le basi perché, ancora una volta, l’Italia mostri al resto d’Europa la strada per il futuro. Rimane, tuttavia, il rischio, date anche alcune peculiarità del mercato italiano, che adagiandosi sui risultati ottenuti con il primo roll-out si perda l’occasione di progredire e guardare, ancora una volta, con lungimiranza a questo settore della gestione energetica.
Autore: Domenico Lamparelli, Solution Consultant dello Smart Metering Solutions Center Landis+Gyr
