Pruebas de interoperabilidad (IOP) 2022 de IEC 61850: Avances en el desarrollo y la adopción de redes digitales de subestaciones
Introducción
En la red eléctrica de hoy, la digitalización se está convirtiendo en la norma. Las subestaciones de servicios públicos no son la excepción. Las modernas capacidades de los relés de protección están proporcionando comunicación entre pares como eje central de la automatización de la red digital de subestaciones.
Doble Engineering participó en el evento plugfest de interoperabilidad (IOP) de este año que se llevó a cabo en el Auditorio CESI SpA en Milán, Italia. Ochenta personas en representación de 28 fabricantes pasaron nueve días reunidas para probar un esquema de protección basado en la norma IEC 61850. El objetivo de esta colaboración era demostrar la interoperabilidad de las comunicaciones entre las soluciones y los dispositivos de distintos fabricantes para identificar cualquier problema que pudiera surgir durante la integración de sistemas de distintos proveedores.
Equipo de Doble (de izquierda a derecha): Mario Capuozzo, David Gueret, Jun Verzosa, José Ruiz, Marcos Velazquez y Néstor Casilla.
Equipo de IOP (SEL, GE, Schneider, Doble, Christoph, Witnesses) revisando los resultados de las pruebas durante las pruebas de funcionamiento del alimentador.
Resumen de actividades
Antes de este evento presencial en Milán, se celebraron varias reuniones de planificación a distancia, incluso antes de la primera parte. Jun Verzosa intervino activamente en lo siguiente:
- Diseño del sistema integrado de protección y control. Esto incluía el diagrama unifilar del sistema primario, las funciones de protección y control que debían utilizarse, las señales para la publicación y asignación de suscripciones, y la asignación de dispositivos que efectivamente participaban. Los ingenieros electricistas se encargaron de elaborar el archivo de configuración del sistema (SCD). La herramienta de ingeniería SCL Manager de ASE se utilizó en la primera parte de SCL de IOP y la herramienta STS de Helink se utilizó en la ingeniería de SCD para el evento de pruebas presenciales.
- Casos de prueba para dispositivos individuales, incluidas pruebas cliente-servidor, grupo de ajustes, servicios de control, supervisión GOOSE/SV y pruebas uno contra uno normales y de aislamiento de dispositivos.
- Desarrollo de casos de prueba para las pruebas funcionales de los esquemas y subsistemas de protección y control junto con Christoph Brunner (convocante del IEC TC57/WG10) y otros miembros del TF. Jun calculó todos los valores de voltaje y corriente inyectados y simulados para los diversos escenarios de prueba.
- Planificación de la disposición física de los equipos, incluidos los dispositivos de comunicación de red, los dispositivos de protección y control y los simuladores de prueba. Los dispositivos Doble se ubicaron en mesas cercanas a los dispositivos que necesitaban inyección analógica para maximizar la cobertura y la participación en las pruebas funcionales del sistema.
En el evento, Doble participó con varios simuladores de sistemas de potencia: F6150sv, F8200 y F8300. El F6150sv y el F8300 proporcionaron simulaciones analógicas convencionales y simulaciones digitales de eventos de subestación genéricos orientados a objetos (GOOSE) y simulaciones de valores muestreados (SV) que se produjeron simultáneamente. El F8200 que trajimos presentaba una configuración digital específica, por lo que lo usamos solo para simulación de SV.
Los SV simulados tenían diferentes frecuencias de muestreo porque los flujos simulados se ajustaban a los perfiles IEC 61850-9-2LE e IEC 61869-9. Se pudo simular hasta cuatro flujos SV, que dependían del caso de prueba.
En este evento se utilizó un Doble F6052 como reloj maestro del protocolo de tiempo de precisión (PTP) junto con relojes maestros PTP de otros fabricantes.
Los Doble F6150sv, F8200 y F8300 se sincronizaron mediante PTP, lo que fue particularmente simple con los dos nuevos equipos de prueba de la serie F8. Disponer de una sincronización horaria en la red Ethernet permitió que las fallas simuladas se ejecutaran al mismo tiempo con múltiples equipos de prueba de Doble.
El F6150sv también proporcionó las inyecciones de señales de bajo nivel y las simulaciones convencionales requeridas por dos unidades de combinación (MU) independientes, respectivamente. Esto supuso una ventaja porque se utilizó un único conjunto de pruebas para estos dos tipos diferentes de señales simuladas para el caso de prueba.
El software 61850 TesT de Doble se utilizó como herramienta de monitoreo durante algunos de los casos de prueba porque era necesario ver el estado de los mensajes GOOSE durante el proceso de solución de problemas. Los SV no fueron la excepción. El software nos permitió monitorear las formas de onda de SV según fuera necesario y ver sus valores RMS de voltaje o corriente.
Conclusión
La participación de Doble en los Eventos de pruebas de interoperabilidad 2022 de IEC 61850 tuvo numerosos beneficios.
Fue una oportunidad única y valiosa de probar nuestros productos en un sistema realista de automatización y control de protecciones compuesto por los más novedosos productos de numerosos proveedores internacionales.
Nos ayudó a identificar cualquier problema o mejora del producto que pudiésemos explorar, y nos llevó a descubrir posibles deficiencias en la propia norma IEC 61850.
Fue un canal de información y casos de uso que podemos aplicar mientras seguimos desarrollando un mejor producto para nuestros clientes.
Y por último, sirvió para demostrar a las empresas de energía y a los usuarios potenciales que los sistemas digitales basados en IEC 61850 funcionan y que los dispositivos de múltiples proveedores pueden comunicarse e interoperar entre sí.
La sede y fecha del siguiente evento del IOP aún no están definidas, pero podría ser en 2024 o 2025. La sede dependerá de los patrocinadores interesados para el evento. Lo más probable es que sea una empresa neutral en cuanto a proveedores.
Foto superior: una vista del auditorio de pruebas (Crédito: CESI).
Sobre los autores
José Ruiz es Ingeniero Sénior de Aplicaciones Técnicas de Doble Engineering. José tiene más de 10 años de experiencia en el sector y disfruta enseñando las aplicaciones y pruebas de IEC 61850 a nuevos clientes.
Néstor Casilla es el Gerente de Ingeniería de Aplicaciones Técnicas de Doble Engineering. Néstor tiene más de 36 años de experiencia en la industria, los últimos 12 trabajando para Doble Engineering. Ha participado en IOP y otros eventos anteriores que le permiten compartir con clientes y colegas.
Scott L Short, P.E. es el Director de Soluciones, Protección y Tecnologías de Automatización de Doble Engineering. Es un Ingeniero Profesional activo y miembro del IEEE. Se graduó en la Universidad de Alabama con una Licenciatura en Ciencias en Ingeniería Electricista en 1992. Anteriormente, sirvió 6 años en la Marina estadounidense como Operador Nuclear Naval en el servicio de submarinos SSN-681 Batfish y SSBN-633 Casmir Pulaski, de 1981 a 1987. Scott vive en Nashville, Tennessee con su esposa Sherry y sus hijos, Parker y Grant. En su tiempo libre, se puede encontrar a Scott en el campo de golf.
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