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NOVITÀ NORMATIVE SULLE POWER LINE COMMUNICATIONS

NUOVO TAVOLO DI CONFRONTO CEI “TRANSIZIONE DIGITALE”

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CEI CT 310

13/04/2022
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Power Line Communications

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il SC 23B/C/G, costituito all’interno del Comitato CEI CT 23 “Apparecchiatura a bassa tensione”, tramite i Sviluppare e mantenere norme sugli aspetti comunicativi/trasmissivi della tecnologia Power Line Communication, che utilizza le linee di alimentazione elettrica o il cablaggio degli edifici come mezzo di trasmissione nella banda di frequenze superiori a 3 kHz, per l’impiego sia in ambito pubblico che privato, recependo dai Comitati Tecnici che utilizzano i prodotti PLC (ad esempio CT 57, CT 306 e CT 13) i requisiti funzionali e prestazionali.

STRUTTURA

Il CT 310 del CEI non è strutturato in SottoComitati. Il Comitato assicura, tramite i propri esperti, il supporto nazionale ai lavori dei seguenti gruppi internazionali:

  • CLC/TC 219/WG09 – Revision of EN 50065-x
  • CLC/TC 219/WG10 – High frequency power lines
  • CLC/TC 219/WG11 – Immunity
  • CLC/TC 219/WG12 – Filters
  • CLC/TC210/WG11 –  Broadband PLT
  • IEC/TC 57- Power systems management and associated information exchange

PROGRAMMA DI LAVORO

Corrisponde al programma dei Comitati internazionali TC 219 del CENELEC, WG11 del TC 210 del CENELEC e WG 20 del TC 57 della IEC, ai quali il Comitato italiano contribuisce con propri esperti nei Gruppi di lavoro, con commenti in sede di inchiesta e con il voto finale.

COMITATI INTERNAZIONALI COLLEGATI

IEC TC 57 Power systems management and associated information exchange

CLC/TC 219 Mains communicating systems

CLC/TC 210/WG 11 PLT apparatus standard


Presidente: Ing. Simone BERTI

Vice-Presidente: Ing. Marco GOBBI

Segretario: Ing. Mariano GIUNTA

Technical Officer CEI: Ing. Francesco VERTEMATI (francesco.vertemati@ceinorme.it)


Simone BERTI

Presidente CEI CT 310

Laureato in ingegneria elettronica presso l’Università degli Studi di Pisa nel 1993, per poi lavorare da subito nel settore Contatori Elettronici presso AEG, Schlumberger e nelle società del gruppo Enel come e-distribuzione e correntemente nella da poco costituita Gridspertise.

Attualmente responsabile della progettazione hardware e meccanica degli Smart Meter e apparati di Telelettura per il gruppo Enel e DSO esterne.

Da sempre coinvolto nella progettazione di apparati che adottano come mezzo comunicativo la Power Line, acquisendo esperienza nel corso di trent’anni in questo settore, sia nella progettazione che nel controllo delle performance di comunicazione. Queste competenze sono state supportate dalla disponibilità dei dati di circa 80 milioni di contatori prodotti dal gruppo Enel e installati a partire dal 2001 in Italia e, da dopo il 2010, anche all’estero.

Entrato nella standardizzazione delle PLC nel 1997, all’epoca SottoComitato del CT 13 con il ruolo di Segretario, adesso è il Presidente del CT 310.

Di cosa si occupa il Comitato Tecnico 310?

Il CT 310 si occupa di normare il livello fisico delle comunicazioni su onda convogliata anche note come Power Line Communication.

Le PLC sono usate sia dai distributori di energia elettrica, ad esempio, per lo Smart Metering, che in svariate applicazioni legate all’utilizzo intelligente dell’energia in ambiente residenziale e industriale.

Si tratta di un tipo di comunicazione che unisce due vantaggi: quello di non necessitare di una infrastruttura particolare in quanto utilizza i cavi di distribuzione dell’energia e un costo del sistema veramente contenuto. Tipicamente le PLC utilizzano segnali a banda relativamente stretta e quindi si prestano soprattutto ad applicazioni che richiedono più robustezza anziché una velocità elevata.

Qual è l’ambito di applicazione tecnologico delle norme di questo CT?

Il CT 310 è il Comitato mirror del CENELEC TC 219 e ha al suo attivo numerose norme che spaziano dalla definizione delle emissioni, all’immunità degli apparati. A queste si aggiungono norme sulla standardizzazione di filtri e delle impedenze. Infatti, uno degli scopi del Comitato è quello di garantire la coesistenza di più sistemi di PLC sulla stessa rete elettrica e quindi, là dove necessario, si possono utilizzare per esempio filtri che segmentano la linea, evitando che un sistema disturbi l’altro, o definire delle impedenze minime in modo che essenzialmente in fase di trasmissione la bassa impedenza del dispositivo non impedisca ad altri di trasmettere.

Quali attività svolte può ricordare con maggiore soddisfazione?

Il SottoComitato e i 3 Gruppi di Lavoro costituiti al suo interno sono molto attivi in particolare perché c

Più che ricordare, la maggiore soddisfazione la vivo nel presente dove esiste un forte impulso soprattutto da parte della comunità europea per lo sviluppo di questa comunicazione nell’ambito delle Smart Grids. Infatti, è stato riconosciuto l’importante ruolo che questa comunicazione può avere in tale ambito per i motivi già menzionati prima di economicità e facilità di utilizzo.

Le Smart Grids sono un punto determinante per la migliore gestione dei flussi di energia, soprattutto in considerazione dell’impulso a quelle rinnovabili e, in conseguenza di questo, la Commissione Europea ha dato mandato al Comitato di esplorare una banda aggiuntiva adibita a tale scopo. La comunicazione PLC a banda stretta attualmente è regolata da 9 kHz fino a 150 kHz; il Comitato, su indicazione della Commissione Europea, sta valutando le condizioni per estenderla fino a 500 kHz. Risulta evidente che andando a interessare una banda non regolamentata fino ad ora per le PLC sia necessario tener presente servizi a radiofrequenza e normative EMC preesistenti per salvaguardare i sistemi in essere e allo stesso tempo consentire alle PLC di poter funzionare al meglio delle proprie possibilità per abilitare nuovi casi d’uso.

Marco GOBBI

Vicepresidente CEI CT 310

Ha conseguito la laurea in Ingegneria Elettronica presso il Politecnico di Milano nel 1993, con tesi sperimentale presso il laboratorio di Robotica di CESI. Dopo i primi anni dedicati alla Robotica ed Automazione industriale, si è occupato della sperimentazione PLC narrowband e broadband, contribuendo allo sviluppo dei principali pilot e progetti Smart meter europei e al design dei relativi laboratori. Ha coordinato campagne di misure nell’ambito PLC in diverse parti del mondo, venendo a contatto con differenti scenari applicativi e comparando le performance di differenti tecnologie.

Si è dedicato ad attività di formazione sull’analisi in campo delle performance e delle problematiche della comunicazione PLC. Negli ultimi 15 anni ha svolto attività consulenziale, tecnica e manageriale in progetti internazionali di Smart meter e Smart Grid.

Da due anni è responsabile del laboratorio EMC di CESI Kema Labs e dei laboratori su attività Smart metering presso CESI Kema Labs. Ha tenuto vari workshop sulle tematiche Smart Meter e Smart Grid, con focus sulle principali applicazioni PLC.

Qual è il contributo del Comitato italiano in sede europea?

Oltre alla continua partecipazione, tipicamente di quattro delegati alle riunioni Plenary del CENELEC TC 219, abbiamo una nutrita squadra di esperti che lavorano nei diversi WG del Techinical Committee europeo, in particolar modo nel Working Group WG9 per quanto riguarda l’allargamento della massima frequenza di trasmissione fino a 500 kHz e nell WG11 relativo alle immunità dei sistemi PLC.

Come si rapporta l’attività del Comitato all’industria nel nostro Paese?

L’applicazione della PLC coinvolge prodotti abbastanza specifici e tutti i maggiori player italiani del settore sono membri del Comitato. Il mio auspicio è che con la maggiore importanza nel mondo delle Smart Grids il settore possa svilupparsi ulteriormente attirando altre realtà industriali contribuendo così a sviluppare ulteriormente la tecnologia.

Quali sono secondo Lei gli obiettivi prioritari della normativa in campo elettrico?

Credo che il mondo normativo elettrico debba prima di tutto essere compatibile con una sostenibilità oggigiorno imprescindibile, il mondo normativo dovrebbe quindi ampliare nei limiti del possibile lo sguardo verso questi aspetti fondamentali per una crescita tecnologica rispettosa della società e dell’ambiente.

Mariano GIUNTA

Segretario CEI CT 310

Ha conseguito la laurea in Ingegneria Elettronica presso il Politecnico di Torino nel 1989. Nello stesso anno è stato assunto in CSELT (oggi Telecom Italia) dove si occupa delle attività di sperimentazione, standardizzazione e qualificazione delle apparecchiature per gli aspetti di Compatibilità Elettromagnetica (EMC), relative al settore delle telecomunicazioni e della tecnologia dell’informazione.

Attualmente è responsabile del laboratorio EMC di Telecom Italia. Ha tenuto varie conferenze sulle tematiche EMC e svolto dei corsi presso il Politecnico di Torino e l’Università Telematica Uninettuno. Ha inoltre pubblicato vari articoli in ambito IEEE EMC e IEEE International Symposium on PLC. Negli ultimi anni si è occupato delle attività sperimentali e di standardizzazione in ambito europeo sulla coesistenza tra i nuovi servizi radio mobile nella banda a 800 MHz e 700 MHz ed i sistemi di ricezione DVB-T1/T2.

È coinvolto in diverse Comitati normatori che si occupano di EMC in ambito internazionale e nazionale tra cui IEC, ETSI, CENELEC e CEI. In CEI è anche Presidente del Comitato 210A “Radio Disturbi”.

Quali sono le ricadute dell’attività del Comitato 310 nelle applicazioni civili e industriali?

La tecnologia PLC, nelle sue differenti implementazioni tecnologiche, è usata da anni per applicazioni di automazione domestica ed industriale, multimedia, e soprattutto Smart Grids sia indoor che outdoor. Un esempio molto diffuso di utilizzo delle PLC è rappresento dal sistema italiano di Smart Metering di seconda generazione. Le applicazioni citate tipicamente utilizzano frequenze fino a 150 kHz. Tuttavia, negli ultimi anni la tecnologia PLC è stata utilizzata anche per trasmettere dati ad alta velocità utilizzando frequenze fino a 30 MHz con l’obiettivo di arrivare anche a 87.5 MHz. Lo sviluppo di internet e la necessità di rendere fruibili i nuovi servizi a larga banda, come ad esempio l’IPTV e altri servizi identificati come Smart Home ha portato allo sviluppo di diverse tecnologie per soddisfare la domanda di maggiore larghezza di banda e di una connettività più rapida. Ad oggi, le varie evoluzioni delle tecnologie radio WIFI ed i classici cablaggi non sempre riescono a fornire una soluzione adatta per tutte le necessità ed in modo particolare nel caso di edifici esistenti non è agevole installare nuovi cablaggi adatti per la trasmissione di dati ad alta velocità, basati sulla tecnologia Ethernet.  In questo contesto, la tecnologia PLC a larga banda (denominata anche Broadband Power Line – BPL) presenta alcuni vantaggi in quanto consente la trasmissione di dati digitali ad alta velocità sulla rete elettrica su distanze compatibili con tali applicazioni, con la possibilità di:

  • utilizzare la rete elettrica preesistente;
  • distribuire i nuovi servizi (ad es. IPTV) all’interno degli ambienti in modo complementare con la tecnologia WIFI per superare i limiti di distanza e affidabilità nelle reti wireless esistenti;
  • evitare nuovi investimenti per la realizzazione di infrastrutture.

Quali sono le peculiarità e le difficoltà dei lavori normativi per le PLC?

Com’è noto la tecnologia di comunicazione su linea elettrica (PLC) adopera, per la trasmissione dei dati, le stesse linee elettriche utilizzate per la trasmissione di energia elettrica. Tuttavia, questa modalità di trasmissione, nella banda di frequenza che può estendersi anche oltre 30 MHz, presenta vari problemi abbastanza complessi di compatibilità elettromagnetica (EMC). Il problema principale è l’emissione di segnali elettromagnetici che possono interferire con i servizi radio pubblici, con le comunicazioni militari o con i servizi radioamatoriali che usano lo stesso spettro di frequenza. Al fine di proteggere questi servizi, risulta indispensabile fissare dei limiti ai campi irradiati dai dispositivi PLC e dalle reti sviluppando norme adeguate. Nello stesso tempo, al fine di proteggere il canale trasmissivo, risulta necessario limitare le emissioni indesiderate generate da tutti gli apparati connessi alla rete elettrica. Sfortunatamente, il problema di stabilire questi limiti condivisi è stato uno degli argomenti più controversi fin dall’inizio dell’introduzione delle PLC a cui solo ultimamente, con non poche difficoltà, si sta arrivando ad una soluzione.

Come partecipa concretamente il Comitato italiano in sede internazionale IEC ed europea CENELEC?

L’elaborazione di norme per le PLC, sia a banda stretta che a larga banda, coinvolge parecchi Comitati e Gruppi di lavoro internazionali. In ambito CENELEC, ad esempio, sono coinvolti due Comitati Tecnici, il TC 219 e il TC 210, i cui lavori sono articolati in diversi Gruppi di lavoro. I membri del CT 310 del CEI sono attivamente coinvolti in tutte le principali tematiche trattate dai vari Gruppi di lavoro, tra le quali:

  • CLC/TC 219/WG 09 – Revision of EN 50065-x;
  • CLC/TC 219/WG 10 – High frequency power lines;
  • CLC/TC 219/WG 11 – Immunity;
  • CLC/TC 219/WG 12 – Filters;
  • CLC/TC210/WG11 – Broadband PLT;
  • CISPR/H and IEC SC77A JWG6: introduction of emission requirements in the frequency range 9 – 150 kHz.

Quali attività comprende il lavoro svolto dai membri del CT 310?

Come si è già detto altrove, una delle più importanti applicazioni delle PLC a banda stretta riguarda i contatori intelligenti di seconda generazione che possono fornire in tempo reale i dati sul consumo di energia. Ciò permette ai produttori e distributori di energia elettrica (DSO) di ottimizzare la generazione, trasmissione e distribuzione di energia per rispondere in modo adeguato alla domanda. Tutto questo comporta anche notevoli sfide tecnologiche. Al centro di queste sfide, come già anticipato, ci sono i problemi di compatibilità elettromagnetica che potrebbero, se non gestiti in modo adeguato, potenzialmente vanificare gli sforzi per la realizzazione della rete intelligente (Smart Grid). Esistono due tipi di interferenza elettromagnetica: vale a dire, l’interferenza irradiata dalle linee elettriche e l’interferenza condotta, che consiste essenzialmente nel rumore non intenzionale (NIE), di modo comune e differenziale o in modalità mista, presente sulle linee elettriche. A tale proposito un tema in cui il CT 310 è impegnato in prima linea riguarda la definizione dei requisiti essenziali di immunità degli apparati PLC con i relativi metodi di prova. Un altro argomento su cui il CT 310 è impegnato è rappresentato dalla definizione delle prove che devono essere eseguite per valutare le prestazioni di comunicazione delle PLC anche in presenza di disturbi condotti sugli impianti a bassa tensione (BT).

Come si può partecipare all’attività del Comitato CT 310?

Da diversi anni CEI ha intrapreso un’attività volta a semplificare la partecipazione attiva degli esperti nazionali alla vita dei Comitati Tecnici. Tale attività di semplificazione è articolata in varie iniziative che coinvolgono diversi aspetti di interesse per i Comitati: la procedura per coinvolgere nuovi membri è stata snellita e può essere efficacemente gestita dal Presidente, dal Segretario e dal Segretario Tecnico Referente CEI; è stato attivato un servizio di web-meeting, tramite il quale ciascun membro può partecipare alle riunioni del Comitato Tecnico di competenza completamente da remoto; la consultazione e l’accesso a documenti tecnici e norme è stato reso più diretto tramite la creazione delle due piattaforme MyComitato e MyNorma, con le quali ciascun esperto nazionale può cercare le norme di interesse, verificarne lo stato e ricevere notifiche su eventuali aggiornamenti.

Tali iniziative hanno contribuito ad aiutare notevolmente il CT 310 a raggiungere un maggiore coinvolgimento di tutti gli esperti che partecipano ai lavori normativi e un esempio della loro efficacia si è avuto anche durante l’emergenza pandemica, quando a causa della situazione sanitaria non è stato possibile organizzare riunioni “in presenza”: utilizzando il servizio di web-meeting messo a disposizione da CEI, i membri del CT 310 hanno potuto riunirsi completamente da remoto portando avanti i lavori del Comitato Tecnico in totale sicurezza.

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