Stabilisation de la distribution électrique au Brésil :

Comment Robustel et CPFL Energia ont utilisé le R1520 pour améliorer la protection et le contrôle de leur réseau de distribution urbain.

Étude de cas – Faits marquants

Emplacement

Brésil

Industrie

Énergie et services publics

Produit(s)
  • R1520
  • RCMS
Client final

CPFL Energia – https://www.cpfl.com.br/

l'un des plus grands groupes privés d'électricité du Brésil, responsable de la production, du transport et de la distribution d'électricité dans plusieurs États. L'entreprise dessert des millions de clients résidentiels, commerciaux et industriels dans les zones urbaines et rurales. Ses réseaux comprennent un ensemble de sous-stations, de réenclencheurs et d'équipements d'automatisation qui doivent fonctionner de manière fiable dans des environnements exigeants. En tant que service public réglementé, CPFL est soumis à une pression constante pour améliorer la continuité, la sécurité et l'efficacité de ses services tout en gérant ses coûts.

Défis

CPFL avait besoin d'une connectivité 4G/LTE sécurisée et de services VPN pour les réenclencheurs et les dispositifs d'automatisation installés dans les armoires de distribution urbaines. L'approche existante reposait sur des routeurs et des serveurs de temps distincts, ce qui augmentait le nombre de matériels, la complexité du câblage et les points de défaillance sur chaque site. Parallèlement, les équipes opérationnelles ne disposaient pas d'une visibilité claire et centralisée sur les communications sur le terrain et l'état des appareils dans un réseau de distribution vaste et en pleine expansion.

Résultats

En adoptant les normes R1520 et RCMS, CPFL a regroupé le routage, le VPN et la synchronisation horaire dans un seul appareil par armoire, simplifiant ainsi la conception physique et réduisant les efforts d'installation. Les communications pour les systèmes de protection et de contrôle sont devenues plus cohérentes et plus fiables, tandis que le RCMS a introduit une surveillance et une configuration centralisées, contribuant ainsi à réduire les frais généraux liés à l'assistance et à créer un modèle reproductible pour les déploiements futurs.

Modernisation de la protection et du contrôle dans un réseau urbain dense

CPFL Energia exploite l'un des plus grands réseaux de distribution d'électricité du Brésil, desservant des millions de clients résidentiels, commerciaux et industriels. Ses équipements moyenne tension dans les villes, tels que les réenclencheurs et les commutateurs automatisés, doivent communiquer de manière fiable avec les centres de contrôle afin de prendre en charge les systèmes de protection, l'isolation des défauts et le rétablissement rapide.

À mesure que le service public développait et modernisait ses systèmes d'automatisation, il avait besoin d'un moyen reproductible pour connecter les appareils sur le terrain via les réseaux cellulaires tout en maîtrisant le nombre d'équipements, l'espace occupé dans les armoires et la complexité opérationnelle. La conception des communications devait être suffisamment robuste pour les infrastructures critiques, suffisamment simple pour être déployée à grande échelle et suffisamment transparente pour que les équipes opérationnelles puissent la prendre en charge à long terme.

Défis commerciaux

1. Maintenir les actifs de protection critiques en ligne et synchronisés

Les réenclencheurs et les commutateurs automatisés sont situés à des points clés du réseau moyenne tension, où toute défaillance de la protection ou du contrôle peut rapidement se traduire par des pannes visibles pour les foyers, les entreprises et les services publics. Ces dispositifs s'appuient sur des communications fiables pour envoyer des données télémétriques, recevoir des commandes et participer à des systèmes de protection coordonnés. Si la liaison de communication est interrompue ou devient instable, les opérateurs perdent leur visibilité en temps réel et peuvent être contraints de recourir à des processus manuels plus lents en cas de défaillance.

Outre la connectivité, la synchronisation horaire est fondamentale. Les journaux d'événements, les registres d'erreurs et les mesures de protection doivent partager une référence temporelle cohérente afin que les ingénieurs puissent reconstituer les incidents avec précision et vérifier que les systèmes de protection fonctionnent comme prévu. L'utilisation de serveurs de temps distincts ajoutait une dépendance supplémentaire dans la chaîne. Tout décalage, mauvaise configuration ou défaillance à ce niveau risquait de compromettre la valeur des données de terrain de haute qualité, rendant plus difficile le diagnostic des problèmes et la démonstration des performances aux régulateurs ou aux parties prenantes internes.

2. Gestion de la complexité des armoires et assistance sur le terrain à grande échelle

La plupart des armoires de distribution urbaines contiennent déjà un ensemble de relais de protection, de matériel de contrôle, d'alimentations électriques et de câblage. L'architecture précédente, qui combinait un routeur VPN cellulaire dédié et un serveur de temps autonome, augmentait le nombre de composants matériels, le câblage et la consommation électrique dans chaque armoire. Plus de dispositifs signifiait plus de matériel de montage, plus de sources de chaleur et plus de points de défaillance potentiels dans des espaces confinés. Chaque boîtier supplémentaire avait également sa propre configuration et son propre cycle de vie à gérer, ce qui compliquait la tâche des équipes d'installation et de maintenance.

D'un point de vue opérationnel, cette complexité se traduisait directement par une augmentation des coûts de maintenance. Les ingénieurs de terrain devaient connaître plusieurs appareils sur chaque site, et une défaillance des équipements de communication ou de synchronisation pouvait nécessiter une intervention sur site, même lorsque les équipements de protection sous-jacents fonctionnaient correctement. Sur un vaste réseau d'armoires, ces inefficacités cumulées entraînaient une augmentation des déplacements, allongeaient les délais d'investigation des pannes et compliquaient les programmes de mise à niveau prévus.

3. Obtenir une visibilité au niveau de la flotte et un modèle de conception reproductible

Le réseau de distribution de CPFL couvre de nombreuses régions et un grand nombre de sites, chacun ayant ses propres conditions environnementales et contraintes d'accès. Sans visibilité centralisée sur l'état et la configuration des équipements de communication, les équipes opérationnelles devaient souvent s'appuyer sur des signaux indirects, tels que les alarmes du système SCADA ou les rapports du personnel local, pour déduire où se trouvaient les problèmes. Cela rendait difficile la maintenance proactive et ralentissait la réponse lorsque des problèmes survenaient, en particulier si les pannes de communication étaient intermittentes.

Dans le même temps, l'entreprise avait besoin d'une conception pouvant évoluer au-delà des projets initiaux. Les armoires ad hoc et les configurations ponctuelles peuvent convenir pour les projets pilotes, mais elles posent des problèmes à long terme lorsqu'il s'agit de prendre en charge des dizaines ou des centaines de sites pendant de nombreuses années. CPFL recherchait un module de communication standardisé pouvant être déployé à plusieurs reprises : une combinaison de matériel et d'outils de gestion suffisamment cohérente pour gagner la confiance des équipes d'ingénieurs, suffisamment transparente pour être gérée par les opérations et suffisamment flexible pour prendre en charge les futures mises à niveau de son plan d'automatisation de la distribution.

Présentation de la solution

CPFL Energia a choisi de simplifier la conception de ses armoires en utilisant le Robustel R1520 comme nœud de communication central sur chaque site. Le routeur fournit des fonctions sécurisées de liaison 4G/LTE, de terminaison VPN et de synchronisation horaire dans un seul appareil, connectant les équipements d'automatisation sur le terrain aux systèmes de contrôle via les réseaux cellulaires publics. La surveillance et la configuration de l'ensemble du parc sont gérées par le RCMS, offrant aux ingénieurs une vue d'ensemble des routeurs déployés.

En pratique, le R1520 est monté à l'intérieur de l'armoire de protection ou de réenclenchement et se connecte aux appareils locaux via Ethernet. Il établit des tunnels cryptés vers le réseau central du service public, fournissant ainsi un chemin sécurisé pour les données SCADA et le contrôle à distance. Grâce à ses fonctions de positionnement et d'horodatage, associées au protocole SNTP, il peut fournir une source de temps cohérente aux équipements connectés, ce qui facilite l'alignement des journaux d'événements et des actions de protection. Grâce au RCMS, les ingénieurs peuvent voir quels routeurs sont en ligne, vérifier les configurations et pousser les modifications de micrologiciel ou de paramètres sans se déplacer sur site.

Pourquoi CPFL Energia a choisi le R1520 :

  • Ensemble de fonctionnalités intégrées : le R1520 peut servir à la fois de routeur VPN cellulaire et de source de synchronisation horaire, ce qui élimine le besoin d'un dispositif NTP séparé et réduit le nombre d'appareils dans chaque armoire.
  • Conception industrielle pour les environnements utilitaires : son boîtier robuste, sa plage de températures étendue et son alimentation électrique flexible le rendent adapté à une installation dans des armoires de distribution exposées à la chaleur, aux vibrations et aux interférences électriques.
  • Connectivité cellulaire sécurisée : grâce à la prise en charge VPN intégrée et au pare-feu, CPFL a pu transférer ses communications critiques sur les réseaux publics 4G/LTE tout en conservant un chemin privé et contrôlé vers les systèmes centraux.
  • Gestion centralisée de la flotte avec RCMS : RCMS a fourni la visibilité et les capacités de gestion à distance nécessaires pour exploiter une importante base installée de routeurs, notamment l'affichage de l'état, la configuration et la gestion des micrologiciels à partir d'une seule plateforme.
  • Évolutivité pour les projets en cours : la combinaison du R1520 et du RCMS a fourni à CPFL un module reproductible pouvant être utilisé sur les sites nouveaux et existants, soutenant ainsi les plans de modernisation à long terme du réseau.

Principaux résultats

Du point de vue de CPFL Energia, le succès ne se limitait pas à la simple installation de nouveaux équipements. Il fallait également mettre en place un modèle de communication fiable, facile à gérer à grande échelle et justifiable en termes de coût et de complexité.

  • Un modèle reproductible pour les déploiements futurs : le service public dispose désormais d'une conception éprouvée qu'il peut appliquer à d'autres sous-stations et projets d'automatisation, réduisant ainsi les efforts d'ingénierie pour chaque nouveau déploiement.
  • Architecture simplifiée des armoires : un seul appareil assure désormais les fonctions de routage, de VPN et de synchronisation horaire, ce qui réduit le câblage, les alimentations électriques et le matériel de montage dans chaque armoire de réenclenchement ou d'automatisation.
  • Des communications plus fiables pour la protection et le contrôle : des liaisons 4G/LTE sécurisées et une synchronisation horaire constante garantissent le bon fonctionnement des systèmes de protection et une analyse plus rapide des incidents.
  • Visibilité opérationnelle améliorée : la surveillance centralisée via RCMS aide les équipes à voir quels sites sont en ligne, lesquels peuvent nécessiter une attention particulière et quelles configurations sont utilisées, sans avoir à attendre les rapports d'incident.
  • Coût du cycle de vie réduit par site : moins d'appareils et une meilleure gestion à distance réduisent à la fois le coût initial des déploiements et les efforts continus nécessaires pour entretenir les équipements de communication sur le terrain.

Produits phares

Routeur Robustel R1520 4G/LTE
Page produit R1520
RCMS – Gestion des appareils dans le cloud
Page produit RCMS