Las alumnas han realizado análisis estadístico descriptivo para caracterizar los datos, verificar la frecuencia y normalización de los mismos (Foto Cortesía)

Morelia, Michoacán.- Eréndira del Carmen Jiménez Toscano y Yazmín Monserrat Loya Ayala, estudiantes del Instituto Tecnológico Superior de Los Ríos en Balancam, Tabasco y de la Universidad Politécnica del Valle de Toluca, realizan su Verano de Investigación Científica Delfín, 2019, en el Instituto Tecnológico de Morelia (ITM).

Las estudiantes de Ingeniería en Sistemas Computacionales e Ingeniería Industrial, respectivamente, son asesoradas por el profesor, Juan Carlos Olivares, del Departamento de Sistemas Computacionales y del Posgrado en Electrónica del ITM y trabajan en un estudio de datos para determinar patrones de consumo/producción de energía, y con base en estos poder predecir comportamientos que puedan ser clasificados como robo de energía.

El proyecto, en el que están trabajando, se titula: “Analítica de datos en medidores inteligentes para determinar patrones de consumo/producción para mejorar la eficiencia energética y evitar robo de energía”.

El proyecto tiene como objetivo general: el desarrollo de un Sistema de Medición Inteligente que permita realizar análisis de datos dentro del medidor inteligente para la toma eficiente de decisiones energéticas, tales como: patrones de consumo/producción, robo de energía y eficiencia energética.

Estos análisis serán implementados dentro del hardware del medidor inteligente que tiene sistema operativo Linux, a través del lenguaje Python y bibliotecas para el manejo de ciencias de datos como sci-kit learn y statsmodels.

El proyecto tiene un gran impacto social y económico tanto para los usuarios finales como para la empresa eléctrica al coadyuvar a un mejor control en las tomas de decisiones energéticas referentes al consumo/producción de energía eléctrica.

Las estudiantes y el asesor deben realizar actividades como: la implementación de un medidor inteligente con capacidades de procesamiento y almacenamiento suficientes para realizar analítica de datos; investigación de algoritmos de ciencia de datos capaces de adaptarse a medidores inteligentes (con capacidades de integrarse a otros dispositivos embebidos y de Internet de las Cosas -IoT-); desarrollo de un modelo de patrón de consumo/producción de energía eléctrica; desarrollo de un algoritmo para detectar patrones de consumo/producción de energía eléctrica en medidores inteligentes y desarrollo de un clasificador para determinar posibles robos de energía en base al patrón de consumo/producción de energía previamente establecido; así como realizar un clasificador de calidad de la energía en base al patrón de consumo/producción de energía.

Este modelo de inferencia está basado en serie de tiempos y con los resultados obtenidos se determina una curva base de comportamiento esperado por el medidor. Si se sobrepasa esa curva base se puede considerar un comportamiento anómalo. Este comportamiento anómalo puede considerarse como robo de Energía si sobrepasa cierto tiempo y otras métricas que se están definiendo en el modelo.

ANTECEDENTES 

Desde el 2012, el ITM trabaja dentro de la línea de investigación de Procesamiento de Señales en el Posgrado en Ingeniería en Electrónica y de manera conjunta, desde 2015, a través la línea de Seguridad Informática del Departamento de Sistemas y Computación y a partir de 2017 con la Línea de Tecnologías de la Electrónica, del Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, en la temática de Redes Eléctricas Inteligentes (REI).

Las REI son la combinación de Tecnologías de Información y Comunicaciones dentro de la Red Eléctrica y ha traído como consecuencia una mejora en los procesos de generación, transmisión, distribución y consumo de la energía eléctrica. Uno de los cambios más visibles son los Sistemas de Medición Inteligente (SMI).

Los SMI permiten conocer en tiempo real el consumo y producción de energía eléctrica a través de una aplicación web y/o móvil ya que no es necesario que un lecturista tome la lectura del medidor; además otros procesos se automatizan como los cortes y reconexiones del servicio eléctrico.

Los Sistemas de Medición Inteligente tienen como parte fundamental el Medidor Inteligente, el cual posee capacidades de procesamiento y comunicación que le permiten realizar procesos adicionales que el simple sensado de la señal eléctrica.

Aprovechando los retos y oportunidades que pueden presentar los nuevos medidores inteligentes, se han derivado tres proyectos de investigación del Tecnológico Nacional de México (TecNM): el primero, 2016-207 Investigación de Métodos de Comunicación para el Diseño de Medidores Inteligentes (Smart Meters); Cyber Seguridad en Medidores Inteligentes (Smart Meters) utilizando Cadenas de Bloques (2018) y el tercero arriba mencionado y en el que las estudiantes realizan su verano de investigación.

En estos proyectos han participado los profesores-investigadores: Dr. Enrique Reyes Archundia, Dr. José Antonio Gutiérrez Gnecchi, Dr. Johan Walter González Murueta, Dr. Ismael Molina Moreno, Dr. Javier Correa Gómez y M.C. Juan Carlos Olivares Rojas.

PO