El término Smart Grid describe un sistema de energía eléctrica de próxima generación que se clasifica por el mayor uso de la tecnología de la información y las comunicaciones en la generación, entrega y consumo de energía eléctrica. [1] Para los consumidores individuales , la tecnología de redes inteligentes ofrece un mayor control sobre el consumo de electricidad. Por lo general, el objetivo es una mayor eficiencia energética general (por ejemplo, programar los electrodomésticos para que funcionen en momentos específicos cuando la demanda eléctrica es más baja).
La confiabilidad y la eficiencia de la red eléctrica se pueden mejorar implementando tecnologías de redes inteligentes. Sin embargo, esto requerirá modificaciones al sistema eléctrico actual, y los avances hacia la adopción de redes inteligentes en los Estados Unidos han sido lentos. La legislación federal clave que impulsa el desarrollo de tecnología relacionada con redes inteligentes para el sistema eléctrico estadounidense incluye el Título XIII de la Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 (EISA). Otras regulaciones de redes inteligentes ayudarán a impulsar aún más la adopción de la tecnología de redes inteligentes en los Estados Unidos.
Cronología
Algunos hitos [2]
- Julio de 2003: DoE publica "Grid 2030" Una visión nacional para los segundos 100 años de la electricidad. El informe pide una transición gradual a la tecnología de redes inteligentes [3]
- 8 de agosto de 2005: Aprobación de la Ley de Política Energética de 2005, que incluye nuevos estándares de confiabilidad de la red eléctrica y financiamiento de incentivos de energía alternativa.
- Marzo de 2007: DoE publica Una visión para la red moderna, con un llamado a una transición acelerada a una red inteligente [4]
- Diciembre de 2007: Se promulga la Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 (EISA). NIST designado para coordinar el desarrollo de estándares de redes inteligentes. La política para la implementación de una red inteligente integral en los Estados Unidos fue codificada en el Título IIV de la Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 (EISA).
- Junio de 2008: el taller de DoE reúne a más de 140 representantes gubernamentales y de la industria para discutir los objetivos de EISA Smart Grid [5]
- 8 de enero de 2009: el presidente electo Barack Obama identifica la transición a una red inteligente como una alta prioridad para su administración [6]
- 7 de febrero de 2009: Bajo la dirección del presidente Barack Obama, el Congreso complementó la Ley de Seguridad e Independencia Energética y la Administración actuó para desarrollar la Red Inteligente. [7] La Ley de seguridad e independencia energética autorizó proyectos de demostración de tecnologías de redes inteligentes. La histórica Ley de Recuperación y Reinversión Estadounidense de 2009 agregó fondos al esfuerzo. El Departamento de Energía aprobó subvenciones a varias empresas de servicios públicos para construir la infraestructura necesaria. (Desbloqueo de Rokach ...) [8]
- 19 de marzo de 2009: FERC publica la Política de red inteligente - Declaración de política y plan de acción propuestos para comentarios públicos [9]
- 13 de abril de 2009: NIST nombra al Dr. George W. Arnold como primer Coordinador Nacional de Interoperabilidad de Redes Inteligentes [10]
- 28 al 29 de abril de 2009: Reston, Virginia, el taller para seleccionar los primeros estándares de los marcos de interoperabilidad atrae a 400 participantes
- 18 de mayo de 2009: Secs. Chu y Locke anuncian un aumento de fondos para el desarrollo de estándares de redes inteligentes y proyectos de demostración y anuncian la selección de los primeros 16 estándares propuestos
- 19-20 de mayo de 2009: Cumbre de partes interesadas celebrada en Washington, DC
- Septiembre de 2009: fecha límite para la publicación de la hoja de ruta preliminar para el desarrollo del marco de interoperabilidad
- 25 de enero de 2010: Lanzamientos del NIST: El marco de interoperabilidad del NIST para la red inteligente [11]
Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 Título XIII
El Título XIII de la Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 (Publicación L. 110-140) [12] es la única pieza importante de legislación federal que aborda la modernización del sistema de transmisión y distribución de servicios eléctricos de los Estados Unidos mediante la actualización al Red inteligente.
Smart Grid a gran escala, se refiere a un sistema de distribución avanzado, que se adapta al "flujo de información desde el medidor de un cliente en dos direcciones: tanto dentro de la casa a los termostatos, electrodomésticos y otros dispositivos, y desde la casa de regreso a la utilidad". [13] Smart Grid está diseñado para apoyar medidas operativas y energéticas tales como contadores y electrodomésticos inteligentes, recursos de energía renovable, así como recursos de eficiencia energética. [13]
El Departamento de Energía (DoE) está obligado por la Sección 1304 de la ley a realizar investigación, desarrollo y demostración de Smart Grid. Además, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología establecerá protocolos y estándares para los equipos y sistemas de Smart Grid. La tecnología Smart Grid está subsidiada por la creación de un programa dentro del DoE que “reembolsa el 20% de las inversiones elegibles de Smart Grid”. [13] A nivel estatal, se anima a los proveedores de servicios públicos a emplear la tecnología Smart Grid y recuperar las inversiones en Smart Grid a través de tarifas.
Sección 1301: Declaración de política sobre modernización de la red eléctrica
La discusión más completa sobre la tecnología Smart Grid y su implementación potencial en los Estados Unidos se describe en el Título XIII de la Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007. Esta parte de la legislación establece la posición política del gobierno de los Estados Unidos de “apoyar la modernización del sistema de transmisión y distribución de electricidad de la Nación para mantener una infraestructura eléctrica confiable y segura que pueda satisfacer el crecimiento futuro de la demanda ... ”, así como para lograr varios aspectos característicos de la Red Inteligente. [14] Estos aspectos incluyen la medición inteligente, el uso de controles digitales para mejorar la eficiencia, confiabilidad y seguridad de la red, el despliegue de tecnologías inteligentes y otros desarrollos clave que mejorarían la red eléctrica de EE. UU.
Sección 1302: Informe del sistema de red inteligente
De acuerdo con la Sección 1302 del Título XIII, los informes deben presentarse al Congreso un año después de la promulgación y posteriormente cada dos años para dar "el estado de las implementaciones de redes inteligentes en todo el país, así como cualquier barrera regulatoria o gubernamental para la implementación continua". [14] El Grupo de trabajo sobre redes inteligentes establecido en la sección 1303 ayudará con esto y proporcionará el estado actual y las perspectivas de la red inteligente, incluida la "información sobre penetración de tecnología, capacidades de la red de comunicaciones, costos y obstáculos". [14] Este grupo de trabajo puede hacer recomendaciones para políticas o acciones estatales y federales para facilitar la transición a una red inteligente.
Sección 1303. Comité asesor sobre redes inteligentes y grupo de tareas sobre redes inteligentes
Título XIII Sec. 1303 (ab) prevé la creación de un grupo de trabajo y un comité asesor de redes inteligentes. El propósito del grupo de trabajo de Smart Grid es llevar a cabo investigación y desarrollo sobre la red inteligente, desarrollando estándares y protocolos relevantes, definiendo la relación entre las tecnologías y prácticas de redes inteligentes y la regulación actual de la red eléctrica, así como investigando el desarrollo de la infraestructura de redes inteligentes. . [14] El grupo de trabajo está destinado a colaborar con el Comité Asesor de Redes Inteligentes, cuyo propósito es asesorar a los formuladores de políticas sobre el desarrollo de tecnologías de redes inteligentes y el progreso del país en la adopción y transición a estas tecnologías. [14] La Sección 1302 del Título XIII pide que el Secretario de Energía y el Grupo de Trabajo sobre Redes Inteligentes generen un informe quincenal sobre el sistema de redes inteligentes con contribuciones del Comité Asesor de Redes Inteligentes para informar al Congreso sobre el estado de las implementaciones de redes inteligentes en todo el país, así como "cualquier barrera regulatoria o gubernamental para el despliegue continuo". [14] El informe debe abordar el estado actual y las perspectivas del desarrollo y la implementación de la red inteligente.
Sección 1304. Investigación, desarrollo y demostración de tecnología de redes inteligentes
Segundo. 1304 (a) también pide la implementación de un programa para desarrollar tecnología de información digital de la red eléctrica, como el desarrollo de técnicas sofisticadas para determinar las reducciones de carga máxima y los ahorros de eficiencia energética de la medición inteligente y otros componentes de la red inteligente. Otras responsabilidades de este programa incluyen la creación de algoritmos para usar en aplicaciones de software de sistemas de transmisión eléctrica e investigar el acceso potencial de las empresas de servicios eléctricos a la electricidad almacenada en vehículos alternativos para satisfacer las cargas de demanda máxima. EISA Título XIII Sec. También estableció una iniciativa de demostración regional de redes inteligentes. 1304 (b) que se compone de proyectos de demostración orientados a tecnologías avanzadas en la red eléctrica. Los objetivos de la 'Iniciativa' incluyen demostrar los beneficios potenciales de invertir en redes avanzadas y facilitar la transición del sistema de red actual a la red inteligente. Estos y otros objetivos se llevarán a cabo en forma de demostraciones en diferentes áreas de control eléctrico.
Sección 1305. Marco de interoperabilidad de redes inteligentes
La Sección 1305 (ae) del Título XIII exige un Marco de Interoperabilidad de Redes Inteligentes cuyo propósito es desarrollar protocolos y estándares para la gestión de información para que los dispositivos y sistemas de redes inteligentes puedan interoperar dentro de la red eléctrica existente. El objetivo general de este marco es “alinear los enfoques de políticas, negocios y tecnología de una manera que permita que todos los recursos eléctricos, incluidos los recursos del lado de la demanda, contribuyan a una red eléctrica eficiente y confiable”. [14]
Sección 1306. Fondo de contrapartida federal para costos de inversión en redes inteligentes
Segundo. 1306 (a) prevé un fondo de contrapartida federal para los costos de inversión en redes inteligentes en el que el 20% de las inversiones en redes inteligentes que califiquen serán reembolsadas por el programa de subvenciones. [14] Las inversiones admisibles previstas en la sección 1306 (b) incluyen determinados electrodomésticos, equipos especializados que utilizan electricidad como motores y controladores, dispositivos de medición y equipos de transmisión y distribución. El software de computadora que permite a los dispositivos participar en funciones de Smart Grid también se considera inversiones calificadas, así como vehículos híbridos.
Sección 1307. Consideración estatal para la red inteligente
La Sección 1307 establece que las empresas de servicios eléctricos en los estados individuales deben considerar e informar al estado sobre la inversión en un sistema de red inteligente calificado basado en una variedad de factores económicos, sociales y tecnológicos. Estos factores enumerados en la Sec. 1307 (a) (16) (A) incluyen los costos totales y la rentabilidad, "confiabilidad mejorada, seguridad, rendimiento del sistema y beneficio social". [14] Los servicios públicos estatales de electricidad también están permitidos en la Sec. 1307 (a) (16) (B) para recuperar cualquier capital, gasto operativo u otros costos de la compañía eléctrica relacionados con el despliegue de la red inteligente, de los contribuyentes. Los compradores de electricidad también tienen derecho a acceder directamente a la información de su proveedor de electricidad en la red inteligente, como precios, uso, intervalos y proyecciones, y fuentes a partir de las cuales se generó su energía. Los compradores también pueden acceder a su información de energía a través de Internet u otros medios concedidos a través de la Sec. 1307 (a) (17) (B).
Artículo 1308. Estudio del efecto de las leyes de telecomunicaciones privadas en el desarrollo
En esta legislación también se incluyen estudios sobre el efecto de las leyes de cableado privado en el desarrollo de instalaciones combinadas de calor y energía, así como sobre los atributos de seguridad de los sistemas de redes inteligentes. Se realizará un estudio de las leyes y regulaciones que afectan la ubicación de los cables de distribución eléctrica de propiedad privada en y a través de los derechos de paso públicos de acuerdo con la Sec. 1308 (a) (1). La evaluación requerida debe abordar los propósitos de las leyes y el “efecto que las leyes tienen en el desarrollo de instalaciones combinadas de calor y energía ”. [14] El estudio también debe determinar si un cambio en las leyes tendría algún impacto importante en las empresas eléctricas y los clientes de las empresas. Por último, debe evaluar si los cables de distribución eléctrica de propiedad privada darían lugar a “instalaciones duplicadas” y si son necesarias o deseables.
Sección 1309. Estudio del Departamento de Energía de los atributos de seguridad de los sistemas de redes inteligentes
Esta sección requiere que se presente un informe al Congreso que “proporcione una evaluación cuantitativa y determinación de los impactos existentes y potenciales del despliegue de sistemas Smart Grid en la mejora de la seguridad de la infraestructura eléctrica y la capacidad operativa de la Nación” según la Sec. 1309 (a). [14] El informe debe abordar cómo Smart Grid mejora o interrumpe la seguridad de la red eléctrica de la nación, la confiabilidad, la estabilidad durante emergencias y los riesgos potenciales del sistema.
Barreras de desarrollo
Existen muchas barreras tecnológicas para lograr una red inteligente . Uno de los más importantes es el despliegue de tecnología de infraestructura de medición avanzada (AMI). Estos dispositivos reciben datos de mercado y ajustan el consumo de los hogares en consecuencia. La capacidad de medir el flujo de energía bidireccional y ofrecer precios dinámicos mediante la tecnología AMI es esencial para el éxito del despliegue de otras tecnologías, como la generación distribuida, las medidas de respuesta a la demanda o los esquemas de distribución automatizados. [15] Además, el antiguo sistema de distribución plantea dudas sobre si será capaz de gestionar de forma fiable la tecnología inteligente y la distribución distribuida. Será necesario realizar inversiones en infraestructura de distribución y prácticas de gestión para manejar el aumento en el despliegue de tecnología inteligente. Los productos de consumo como lavadoras, secadoras y calentadores de agua deben diseñarse o adaptarse para manejar la comunicación dinámica de las señales del mercado desde los dispositivos AMI. Por último, el intercambio generalizado de datos y el control de dispositivos personales presenta grandes riesgos legales, de privacidad y de seguridad que deben abordarse. [dieciséis]
Regulación y política futuras
Dado que el gobierno federal ha declarado el objetivo de promover la tecnología de redes inteligentes, la legislación y los incentivos futuros abordarán la implementación técnica y las barreras presupuestarias. El Departamento de Energía (DoE), la Comisión Reguladora de Energía Federal (FERC) y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) son las principales agencias gubernamentales que desarrollan políticas de redes inteligentes. El DoE está trabajando para el desarrollo de redes inteligentes a través de subvenciones de inversión, programas piloto de demostración e investigación y desarrollo. [17] Además, son responsables de monitorear el progreso del despliegue de redes inteligentes y deben presentar un informe semestral al Congreso. La Comisión Federal Reguladora de Energía (FERC) tiene la autoridad para regular la distribución mayorista de electricidad. FERC está colaborando con el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología para desarrollar los cientos de estándares necesarios para regular la tecnología de redes inteligentes. El desarrollo de regulaciones y estándares para la amplia gama de tecnología involucrada es esencial para eliminar las barreras legales y facilitar el desarrollo de soluciones tecnológicas.
Departamento de Energía
En 2009, el DoE eligió 9 proyectos piloto para demostrar diferentes tecnologías de redes inteligentes bajo el Programa de Integración de Sistemas Distribuidos. Se espera que cada programa reduzca las cargas pico en un 15%. Los proyectos están ubicados en Hawái, California, Nevada, Utah, Colorado, Illinois, Virginia Occidental y Nueva York. Las tecnologías que se prueban para cada proyecto varían ampliamente según los recursos disponibles en la región. Por ejemplo, en Las Vegas, Nevada, donde la demanda de energía residencial es alta debido al clima desértico, el proyecto "Hybrid" Home de la Universidad de Nevada, Las Vegas tiene como objetivo reducir la demanda de carga máxima residencial mediante el desarrollo de energía fotovoltaica y almacenamiento de energía con medidores avanzados. para una respuesta automatizada a la demanda. En Illinois, por otro lado, el Prototipo de energía perfecta que nunca falla del Instituto de Tecnología de Illinois tiene como objetivo integrar medidores avanzados, sistemas de control de energía y controladores de respuesta a la demanda para crear una red de distribución más robusta que reduce las cargas pico y reduce el riesgo de apagones. Estos proyectos piloto son importantes oportunidades de investigación tanto para desarrollar la nueva tecnología como para señalar las preocupaciones de política y regulación que deben abordarse. [18]
Además de financiar la investigación y los programas piloto, el Departamento de Energía tiene la tarea de monitorear el desarrollo de las redes inteligentes e informar al Congreso cada dos años. En su primer informe en 2009, el DoE estableció 20 métricas por las cuales se calificó y se puede medir la implementación actual de redes inteligentes. El informe encontró que el progreso normativo y de políticas estaba en un nivel bajo de madurez, pero estaba aumentando a una tendencia moderada. El informe también indicó que se debe enfatizar la política y la regulación para permitir el desarrollo de nuevos productos, servicios y mercados de redes inteligentes. [19]
Comisión Federal de Regulación de Energía
Las responsabilidades principales y la jurisdicción de la FERC requieren que establezca tarifas y términos y condiciones para la transmisión y venta de electricidad interestatal al por mayor. Según EISA, se le otorga la autoridad para desarrollar estándares, pero no se le ha encomendado o dado la autoridad para hacer que los estándares sean obligatorios. Por lo tanto, sus esfuerzos han sido recopilar información e inquietudes de las partes interesadas, como la Asociación Nacional de Comisionados de Servicios Regulatorios, y ayudar al NIST a desarrollar estándares relevantes para la jurisdicción de la FERC. La FERC identificó dos problemas de política importantes para abordar, la seguridad del sistema y la comunicación entre sistemas. Además, identificó el conocimiento de la situación de un área amplia, la respuesta a la demanda, el almacenamiento eléctrico, los vehículos eléctricos, la medición avanzada y la automatización del sistema de distribución como seis áreas de funcionalidad a las que se debe dar prioridad. [20]
Instituto Nacional de Estándares y Tecnología
En enero de 2010, el NIST publicó el Marco y la hoja de ruta para los estándares de interoperabilidad de redes inteligentes, versión 1.0. La publicación identificó 75 estándares que van desde las telecomunicaciones, Internet y temas de la industria energética que son aplicables a las redes inteligentes. Además, identificó 16 áreas prioritarias que son esenciales para abordar los vacíos normativos y normativos. El NIST también formó el Panel de interoperabilidad de redes inteligentes de 22 partes interesadas para proporcionar continuamente información sobre las regulaciones que se están desarrollando. Este panel desempeñará un papel importante en la segunda versión de los estándares, cuyo trabajo comenzó en octubre de 2010. En una fase futura totalmente coherente con la misión principal del NIST y su cargo según la EISA de 2007, el banco de pruebas integrado también servirá como un ir recurso permanente al sector industrial de energía eléctrica para la validación de estándares de redes inteligentes y el desarrollo de medidas avanzadas de redes inteligentes sugeridas por la evolución de la red. El banco de pruebas implementará la comunicación de red a través de un protocolo de microrred doméstica y el protocolo de datos de la red de controles y automatización de edificios (BACnet). El banco de pruebas implicará aproximadamente 15 personal NIST ya que trabaja en los temas relacionados con la red inteligente y Cyber-física Oficina del Programa Systems, y que participan en la Red Inteligente Panel 2.0 Interoperabilidad, actividades Inc. [21]
Estados
A nivel estatal, varios estados han creado legislación para facilitar el desarrollo de redes inteligentes. El Proyecto de Ley 17 del Senado de California requiere que la Comisión de Servicios Públicos de California (PUC de California) cree un plan de implementación de red inteligente antes del 1 de julio de 2001, y las corporaciones eléctricas deben presentar un plan de implementación de red inteligente a la PUC de California antes del 1 de junio de 2011. El proyecto de ley requiere que se adopten estándares para California que cumplan con los estándares del NIST, el Gridwise Architecture Council, los ingenieros eléctricos y electrónicos internacionales, la cooperación de confiabilidad eléctrica de América del Norte y la FERC. Si los servicios públicos no cumplen con los estándares o presentan un plan para cumplirlos antes de la fecha límite del 1 de junio, serán vulnerables a multas de millones de dólares. [ necesita actualización ] En Illinois, los servicios públicos deben reducir la carga máxima en un 0,1% cada año durante 10 años de acuerdo con la Ley de la Agencia de Energía de Illinois, el Proyecto de Ley del Senado 1592. Si bien esto no requiere específicamente el desarrollo de redes inteligentes, ha resultado en varios estados servicios públicos que invierten en redes inteligentes, incluido el despliegue de varios cientos de miles de contadores inteligentes. En Maryland se ha promulgado una política similar. De acuerdo con la Ley de Eficiencia Energética de Maryland EmPOWER de 2008, el Proyecto de Ley del Senado 205, las empresas de servicios públicos deben reducir la demanda máxima en un 15% para 2015. La ley encomienda a la Comisión de Servicios Públicos de Maryland determinar la efectividad de la tecnología de redes inteligentes y le otorga la autoridad para despliegue de tecnología de red inteligente por parte de empresas de servicios públicos En Colorado, la ciudad de Boulder está actuando como un caso de estudio sobre tecnología de redes inteligentes. Una de las principales preocupaciones de la legislatura estatal es la seguridad de la información que se transmite a través de la red; los hallazgos en Boulder jugarán un papel importante en el desarrollo de políticas para el resto del estado. [22]
Ver también
- Instituto Nacional de Estándares y Tecnología
Referencias
- ^ IEEE. "Acerca de la Smart Grid" .
- ^ Updegrove, Andrew (octubre de 2009). "Estándares y la red inteligente: la experiencia de Estados Unidos". Estándares de hoy .
- ^ Departamento de Energía. "2030: una visión nacional para los segundos 100 años de la electricidad" (PDF) .
- ^ Departamento de Energía. "Una visión para la red moderna" (PDF) .
- ^ Departamento de Energía. "Evolución y avance del desarrollo de redes inteligentes en el Departamento de Energía" (PDF) .
- ^ "Obama, analistas, capitalistas de riesgo ven 2009 como el año de Smart Grid ... DR es la aplicación asesina de Smart Grid, dice FERC ... Smart Grid significa más puestos de trabajo ... ¿Cuán inteligente debería ser Smart Grid?" .
- ^ Calma, Justine (12 de mayo de 2021). "La red debe mejorarse para alcanzar los objetivos de energía limpia" . The Verge . Consultado el 13 de mayo de 2021 .
- ^ Rokach, Joshua (octubre de 2010). "Desbloqueo de la red inteligente". El diario de la electricidad . 23 (8): 63–71. doi : 10.1016 / j.tej.2010.09.002 .
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- ^ Testimonio de Mason W. Emnett, Director Asociado, Oficina de Política Energética e Innovación, Comisión Reguladora de Energía Federal ante el Subcomité de Tecnología e Innovación del Comité de Ciencia y Tecnología de la Cámara de Representantes de Estados Unidos. 111th Cong. (2010). http://www.ferc.gov/EventCalendar/Files/20100701105022-Emnett-Testimony-07-01-10.pdf
- ^ "Estándares de interoperabilidad de redes inteligentes" . NIST . Consultado el 20 de abril de 2011 .
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