RESUMEN

Un Sistema de Transmisión de Energía Eléctrica, se encuentra conformado por equipos de

transformación, líneas de transmisión y equipos de protección y registradores de falla.

Existe una múltiple oferta tecnológica de equipos de protección, lo que genera una

diversidad de protocolos de comunicaciones entre los dispositivos y los centros de control,

muchos de ellos comunicados mediante protocolos cerrados, propios de los fabricantes. La

diversidad de protocolos dificulta el proceso de descarga y análisis de eventos en el

sistema. El presente trabajo presenta la metodología de desarrollo de un driver que

automatiza el proceso de descarga de eventos, haciendo uso de la norma IEC 61850, la cual

corresponde a un estándar internacional de comunicaciones, utilizado en la automatización

de subestaciones eléctricas, cuyo objetivo principal es comunicar Dispositivos Electrónicos

Inteligentes (IED’s) multifabricantes, buscando proporcionar interoperabilidad entre

funciones y elementos.

PALABRAS CLAVE: Sistemas de Automatización de Subestaciones (SAS), Dispositivos

Electrónicos Inteligentes (IED’s), Interoperabilidad, Modelo de Referencia OSI,

Manufacturing Message Specification (MMS), driver IEC 61850.

1 Ingeniera de Control, cursando estudios de especialización en Teleinformática en la Universidad EAFIT (Campus

Medellín). lihincap@unal.edu.co. Investigadora, Grupo Teleinformática y Teleautomática de la Universidad Nacional de

Colombia – Sede Medellín, Medellín – Colombia. 2 Ingeniero de Control, especialista en Telecomunicaciones de la Universidad Pontificia Bolivariana – Medellín.

jerinco0@unal.edu.co. Investigador, Grupo Teleinformática y Teleautomática de la Universidad Nacional de Colombia –

Sede Medellín, Medellín – Colombia. 3 Candidato a Doctor en Ciencias Aplicadas, Universidad de los Andes (Merida - Venezuela). gdzapata@unal.edu.co.

Profesor Asociado Escuela de Mecatrónica, Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellín. Investigador, Grupo de

Automática de la Universidad Nacional GAUNAL, Medellín – Colombia.

DRIVER IEC 61850 PARA LA DESCARGA AUTOMÁTICA Y DIAGNÓSTICO

DISTRIBUIDO DE EVENTOS EN UN SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE ENERGÍA

ELÉCTRICA

Luz Inés Hincapié Mesa1, Jorge Rincón Bonilla

2,

Germán Zapata Madrigal3, Leonardo Vásquez Ruiz

4

y Wilson Castillo Bautista5

IEC 61850 DRIVER FOR AUTOMATIC DOWNLOAD AND DISTRIBUTION

EVENT DIAGNOSIS IN A POWER TRANSMISSION SYSTEM

4 Magíster en Ingeniería de Sistemas e Informática, Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellín.

lvasquez@isa.com.co. Analista Gestión de Mantenimiento, Interconexión Eléctrica S.A.E.S.P, Medellín – Colombia. 5 Magíster en Control Automático, wcastillo@isa.com.co, Analista Dirección Gestión Mantenimiento, Interconexión

Eléctrica S.A.E.S.P, Medellín – Colombia.

ABSTRACT

A Power Transmission System is comprised of processing equipment, transmission lines

and equipment protection and fault recorders. There is a technology offering multiple

protective equipment, which generates a variety of communication protocols between

devices and control centers, many of them reported using closed protocols, typical of the

manufacturers. The diversity of protocols makes the download process and analysis of

events in the system. This paper presents a methodology to develop a driver that automates

the download process of events, making use of IEC 61850, which corresponds to an

international communications standard used in the automation of substations, whose main

objective is communicate Intelligent Electronic Devices (IED's) multi-vendor, seeking to

provide interoperability between functions and elements.

KEYWORDS:

Substation Automation Systems (SAS), Intelligent Electronic Devices (IED's),

Interoperability, OSI Reference Model, Manufacturing Message Specification (MMS), IEC

61850 driver.

RESUMO

Um Sistema de Transmissão de Energia Elétrica, é composta de equipamentos de

processamento, linhas de transmissão e proteção do equipamento e de falha gravadores.

Existe uma tecnologia que oferece vários equipamentos de proteção, o que gera uma

variedade de protocolos de comunicação entre os dispositivos e os centros de controle,

muitos deles relataram o uso de protocolos fechados, típico dos fabricantes. A diversidade

de protocolos torna o processo de download e análise de eventos no sistema. Este trabalho

apresenta uma metodologia para desenvolver um driver, que automatiza o processo de

download dos acontecimentos, fazendo uso da IEC 61850, que corresponde a um padrão

internacional de comunicação utilizado na automação de subestações, cujo principal

objetivo é comunicar dispositivos inteligentes eletrônicos (IED) de múltiplos fornecedores,

visando proporcionar a interoperabilidade entre as funções e elementos.

PALAVRAS-CHAVE:

Subestação de Automação de Sistemas (SAS), dispositivos eletrônicos inteligentes (IEDs),

Interoperabilidade, Modelo de Referência OSI, Manufatura Message Specification (MMS),

IEC 61850 driver.

1. INTRODUCCIÓN

Este trabajo presenta el desarrollo de la metodología implementada en el diseño de un

driver para realizar la descarga automática de eventos en un Sistema de Transmisión de

Energía Eléctrica. La metodología se desarrolla por la necesidad de la empresa de

transmisión de energía Interconexión Eléctrica S.A. E.S.P de realizar la descarga

automática de los eventos de los relés de protección de sus subestaciones y a la dificultad

de efectuar esta descarga, debido a la diversidad de dispositivos y de protocolos , tanto

seriales, como TCP. La operación del driver se fundamenta en el estándar internacional

IEC 61850, el cual puede ser consultado en [1]. Este estándar fue desarrollado por la

Comisión Electrotécnica Internacional, encargada de la elaboración y publicación de

estándares internacionales para regular diferentes aspectos de las tecnologías eléctricas,

electrónicas y afines. IEC 61850 representa una evolución notoria respecto a los protocolos

de comunicación convencionales, en los que la transferencia de datos se realiza de manera

serial y orientada a cada aplicación, en tanto que IEC 61850, contiene una estructura de

datos estándar, haciendo posible la interoperabilidad entre dispositivos de diferentes

fabricantes. El objeto de IEC 61850 se centra en el establecimiento de las reglas de

comunicación entre los dispositivos de la subestación, con el valor agregado de que se trata

de un estándar independiente de la infraestructura tecnológica actual y que facilita el

intercambio de datos a una alta velocidad, por encontrarse soportado por la tecnología

Ethernet.

El artículo se encuentra estructurado de la siguiente manera: En la sección 2, se realiza una

revisión a los trabajos relacionados. En la sección 3, se presenta la fundamentación teórica

de la norma IEC 61850, destacando sus principales componentes y buscando la adecuada

contextualización de la metodología a describir. Posteriormente, en la sección 4, se presenta

la descripción de la metodología implementada en el desarrollo del driver de IEC 61850.

Finalmente, en la sección 5, se presentan las respectivas conclusiones del trabajo

desarrollado.

2. TRABAJOS RELACIONADOS

El estándar IEC 61850 se ha ido posicionando en los diferentes sectores del mercado

eléctrico, introduciendo cambios tanto a nivel de arquitectura, como de comunicación entre

los diferentes dispositivos de la subestación. Igualmente, se están presentando

implementaciones de este estándar en otras áreas de la industria.

En [2] se plantea el uso de la norma IEC 61850, en un esquema de laboratorio

multifabricante, a través del cual se simula una subestación eléctrica, haciendo uso de

cuatro Dispositivos Electrónicos Inteligentes (IED’s): 7SJ62 de Siemens, F – 60 de General

Electric, P543 de Areva y REL670 de ABB. Cada uno de los IED’s tiene cableadas las

señales de posición de los equipos de su propio campo e igualmente emite la señal de

disparo del interruptor que tiene asociado. El objeto general de este esquema de laboratorio,

desarrollado en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires, consistió en la

generación de conocimiento práctico a través de la implementación de la norma, mediante

la definición de señales y configuración de los diferentes IED’s. De otro lado, [9] hace

referencia a la comparación de la respuesta de los IED’s ante el estándar y de las ventajas

del mismo, con relación a las técnicas convencionales.

Nizovoy, en [3], plantea la continuación de la prueba iniciada en [2]. En ésta se realiza la

medición de los tiempos de transferencia de los mensajes GOOSE, comprobándose la

mejora de los tiempos de comunicación a través de los mismos. En el desarrollo de las

pruebas, ante la ocurrencia de contingencias, se presentaron inconvenientes asociados al

mantenimiento, detección y actualización de los datos contenidos en los mensajes GOOSE.

En [4] se presenta la descripción de las pruebas desarrolladas a un conjunto de relés de

protección en un entorno IEC 61850. Dichas pruebas estaban dirigidas a evaluar el

desempeño de la comunicación par a par asociada a aplicaciones GOOSE, la

interoperabilidad de las diferentes funciones de los relés o IED’s, entre otros aspectos.

El trabajo presentado en [5] plantea la implementación de IEC 61850 en una compañía que

opera diferentes plantas químicas a nivel mundial. Las subestaciones de la compañía se

encuentran equipadas con redes de comunicación local con una alta disponibilidad de ancho

de banda. Los diferentes IED’s se encuentran conectados al centro de control sin hacer uso

de dispositivos proxy. El centro de control de la base de datos se encuentra debidamente

configurado para hacer posible la estandarización de la información en archivos de

Lenguaje de Configuración de Subestación (SCL). Los autores del artículo, concluyen con

relación a los beneficios técnicos y económicos de la implementación del estándar.

Finalmente, en [6] se presenta el diseño de un prototipo basado en Manufacturing Message

Specification (MMS) para el intercambio de información IEC 61850 en línea. El trabajo

expone las pruebas realizadas para evaluar la interoperabilidad y funciones del esquema

propuesto, de cuyos resultados, los autores concluyen la necesidad de mejorar poco a poco

algunas características del prototipo.

3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

3.1. CONCEPTOS INTRODUCTORIOS

3.1.1. SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN DE SUBESTACIONES (SAS)

Los sistemas de Automatización de subestaciones (SAS) permiten realizar funciones de

protección, medición y supervisión, incluyendo todo un sistema de comunicaciones entre la

subestación, la red de potencia y los diferentes niveles de control [7].

La automatización de subestaciones requiere ser manejada desde tres niveles diferentes,

buscando el adecuado equilibrio jerárquico de las componentes de campo, control y supervisión

que conforman la subestación [7].

De acuerdo a [7] y [8] estos niveles corresponden a:

Nivel de proceso: es el nivel inferior; incluye sensores, transformadores de corriente y de

voltaje, dispositivos de actuación, requeridos para operar y monitorear la subestación.

Nivel de bahía: representa el nivel intermedio; incluye sistemas de control y protección. Estos

dispositivos realizan dichas funciones dentro de la bahía en el que están ubicados. Pueden

también incluir funciones relacionadas con la operación de otras bahías.

Nivel de estación: conformado por un ordenador para la subestación, pantallas para los

operadores, interfaces de comunicación remota, entre otros elementos. Es el nivel más alto

dentro de la subestación, incluye consolas locales (HMI) y unidades centrales (gateways)

conectados a los centros de control.

Los anteriores niveles, se observan en la Figura 1.

Figura 1. Arquitectura de una subestación.

3.1.2. DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS INTELIGENTES

El término IED es utilizado para hacer referencia a cualquier Dispositivo Electrónico

Inteligente, conformado por uno o más microprocesadores, el cual se encuentra en

capacidad de intercambiar datos con una fuente externa. Se le asocia el término

inteligente, porque se encuentra en capacidad de seleccionar la mejor alternativa de

operación cuando se presenta una contingencia en el sistema. En términos generales, el

estándar IEC 61850 pretende que IED’s de diferentes fabricantes intercambien procesos

y datos, mediante la abstracción de la información necesaria [9], [10].

3.2. ESTRUCTURA GENERAL DEL ESTÁNDAR

La norma ha sido estructurada en catorce módulos diferentes. A continuación, se

presenta una breve descripción de éstos:

IEC61850-1: Introducción y visión general.

Corresponde a la descripción global del estándar. En este primer documento de la

norma, se encuentra un informe técnico con relación a los Sistemas de Automatización

de Subestaciones (SAS). En éste se define la comunicación de los diferentes

dispositivos electrónicos inteligentes (IEDs) de la subestación y los requerimientos del

sistema.

IEC61850-2: Terminología.

Incluye la descripción de los términos y abreviaciones utilizados en el contexto de los

Sistemas de Automatización de Subestaciones, que son utilizados en los diferentes

módulos del estándar.

IEC61850-3: Requerimientos generales.

Presenta los requisitos generales de la red de comunicación, enfatizando en aspectos de

disponibilidad, mantenimiento, entre otros. De igual manera, hace referencia a

exigencias de otras normas.

IEC61850-4: Administración de proyectos y de sistemas.

Hace alusión a la comunicación entre los dispositivos electrónicos inteligentes (IEDs)

de la subestación y los requisitos asociados al sistema. Éstos incluyen: el proceso de

ingeniería (clasificación de parámetros, documentación, entre otros) y el ciclo de vida

del sistema y de sus dispositivos (IEDs). En este apartado de la norma, también se hace

referencia a los requisitos del proceso, a la gestión del proyecto y a herramientas de

apoyo.

IEC61850-5: Requerimientos de la comunicación para las funciones y los modelos del

dispositivo.

Incluye el establecimiento de funciones y requerimientos de comunicación, los cuales

son definidos de acuerdo a las ideologías del fabricante, requerimientos del usuario,

cambios tecnológicos, entre otros aspectos.

IEC61850-6: Lenguaje de Configuración de Subestación (SCL).

Especifica el lenguaje utilizado para describir la configuración de los diferentes

dispositivos, denominado “Lenguaje de Configuración de Subestación” - Substation

Configuration description Language (SCL), el cual es un lenguaje del tipo XML

(eXtensible Markup Language) que permite la descripción formal de la relación

existente entre el sistema de automatización y la subestación.

IEC61850-7: Estructura de comunicación básica (modelo de datos y servicios)

Contiene el modelamiento de los diferentes elementos que conforman una subestación,

el cual es desarrollado en cuatro apartados diferentes:

IEC61850-7-1: Principios y modelos.

Esta sección de la norma corresponde a una introducción a los métodos de

modelado, principios de comunicación, y a los modelos de información

utilizados en los apartados posteriores IEC 61850 – 7.

IEC61850-7-2: Servicios de Comunicación Abstractos (ACSI).

Incluye la descripción de la interfaz y del modelo ACSI.

IEC61850-7-3: Clases de datos comunes.

Se refiere a la especificación de los tipos de atributos y clases de datos comunes

asociadas a las diferentes aplicaciones que son llevadas a cabo dentro de la

subestación. Principalmente contiene: clases de datos comunes para información

de estados, medidas, ajustes de estados, entre otros.

IEC61850-7-4: Clases compatibles de nodos lógicos y datos.

Especifica los nombres de los nodos lógicos y los nombres de los datos para la

comunicación entre los dispositivos electrónicos.

IEC61850-8: Mapeo de bus de estación.

Conjunto de especificaciones que detallan la arquitectura de comunicaciones en el

entorno de las subestaciones.

IEC61850-8-1: Mapeado de los objetos y servicios ACSI

(AbstractCommunicationService Interface, IEC 61850-7-2) a MMS

(ManufacturingMessageSpecification, ISO 9506) y a los formatos ISO/IEC

8802-3.

Incluye la definición de como los conceptos, objetos, y los servicios del ACSI

deben ser implementados, utilizando conceptos, objetos, y servicios propios de

MMS. Este mapeado permite la interoperabilidad a través de funciones

implementadas por diferentes fabricantes.

IEC61850-9: Mapeo de bus de procesos.

IEC61850-9-1: Comunicación mediante enlaces unidireccionales. Valores

muestreados sobre Puerto serie unidireccional punto a punto.

En este apartado se especifica el mapeado de servicios para establecer

comunicación entre los niveles de bahía y proceso. Concretamente se define el

mapeado para la transmisión de valores muestreados.

IEC61850-9-2: Arquitectura en bus. Valores muestreados sobre ISO 8802 – 3.

Hace uso del concepto SCSM (Specific Communication Service Mapping) para

la transmisión de valores muestreados. Este documento tiene por finalidad

complementar la componente 9 – 1 de la norma, incluyendo un mapeado

completo de los valores de transmisión.

En este documento se define el mapeado de las clases de valores muestreados a

ISO/IEC 8802 – 3. SCMS, junto a IEC61850 – 6 e IEC61850 – 7, permiten la

interoperabilidad entre equipos de diferentes fabricantes.

IEC61850-10: Pruebas de conformidad.

Especificación de técnicas estandarizadas para el desarrollo de pruebas de conformidad

de equipos y de los datos a medir en éstos.

Es importante anotar, que en el año 2010, la IEC presentó algunas modificaciones a la

norma, las cuales fueron realizadas en los apartados 6 y 7 de la misma.

3.3. CONJUNTO DE PROTOCOLOS IEC 61850

Al hacer referencia al conjunto de protocolos soportado por IEC 61850, no puede

obviarse el tema del modelo de referencia OSI (Open System Interconnection), el cual

corresponde al marco de referencia establecido para definir las arquitecturas de

interconexión en los sistemas de comunicaciones, ya que de acuerdo al tipo de

información a transmitir, diferentes son las capas del modelo OSI que participan en la

comunicación, cierto tipo de datos se encapsula en datagramas de la capa de transporte y

otros directamente en la capa de enlace en las tramas Ethernet.

La norma establece el uso de diferentes protocolos en función del tipo de mensaje que se

transmite. Los valores muestreados (SV), los mensajes GOOSE (Generic Object Oriented

Substation Event) y los GSSE (Generic Substation Status Event Profile) se mapean

directamente en la capa de enlace de datos, razón por la que estos mensajes no tienen la

capacidad de ser direccionados a otra red. Para mensajes de sincronismo de tiempo, se

utiliza el protocolo de capa de aplicación SNTP (Simple Network Time Protocol) [11].

Los mensajes GOOSE son utilizados para la transmisión de información de eventos

críticos en tiempo real, como por ejemplo disparos. Las señales restantes de la

subestación son transmitidas a través de PICOMS (Piece of Information for

Communications) o Piezas de Información para Comunicaciones, las cuales

corresponden a mensajes de comunicación entre los diferentes nodos lógicos,

permitiendo la descripción de la información intercambiada y de los requerimientos para

la comunicación. Estos mensajes son transmitidos haciendo uso de los servicios ACSI

(Abstract Communication Service Interface), donde ACSI, corresponde a una interfaz

utilizada para acceder a los diferentes servicios de un IED. Los servicios ACSI, se

fundamentan en los servicios básicos del protocolo MMS (Manufacturing Message

Specification) [12]. En la sección 4, se trata de manera detallada la estructura y utilidades

del protocolo MMS.

En la Figura 2, se ilustra el conjunto de protocolos IEC61850. Esta figura contiene la

clasificación de los diferentes perfiles de comunicación que intervienen en la dinámica

del estándar, los cuales son enunciados en el módulo 5 de la norma y corresponden a:

Tipo 1: Fast Messages (mensajes rápidos).

Tipo 1A: Trip (disparo).

Tipo 2: Medium speed messages (mensajes de velocidad media).

Tipo 3: Low speed messages (mensajes de velocidad baja).

Tipo 4: Raw data messages (mensajes de datos de baja calidad).

Tipo 5: File transfer functions (funciones de transferencia de archivos).

Tipo 6: Time syncronization messages (mensajes de sincronización de tiempo).

Figura 2. Conjunto de protocolos IEC 61850.

En la Figura 3, se observa la asociación de cada uno de los protocolos IEC 61850 con las

respectivas capas del modelo de referencia OSI. A continuación se presenta una breve

descripción de las siete capas que constituyen este modelo: capa física, capa de enlace,

capa de red, capa de transporte, capa de sesión, capa de presentación, capa de aplicación,

cuyas especificaciones pueden consultarse en [13].

Figura 3. Asociación protocolos IEC 61850 con el modelo de referencia OSI.

4. METODOLOGÍA DE DESARROLLO DRIVER IEC 61850

4.1. DESCRIPCIÓN GENERAL

En el proceso de diseño del driver de IEC 61850, inicialmente se realizó el estudio

detallado de la norma, recurriendo a la consulta del estándar y a la búsqueda de

literatura referente a implementaciones similares. Posteriormente, se identificaron las

componentes de la norma que debían implementarse en el driver, de manera que éste

cumpliese el objeto de su desarrollo: la descarga automática de los eventos del IED.

Finalmente, haciendo uso de los simuladores de IEC 61850: IEC Browser, IED Scout y

61850 Test Harness, se accedió a la información del IED 7SA612 de Siemens y

mediante el uso de analizadores de tráfico (MMS Ethereal y Wireshark), se realizó la

captura y análisis de dicha información.

En la Figura 4, se observa el esquema de conexión realizada entre el relé 7SA612 y el

computador dispuesto para el desarrollo de las pruebas.

Figura 4. Esquema de conexión Relé 7SA612 – PC.

4.2. ESTRUCTURA Y FUNCIONALIDADES DEL DRIVER IEC 61850

La información de los diferentes eventos que se presentan en una subestación es

almacenada en archivos de formato COMTRADE [14], los cuales contienen formas de

ondas transitorias y datos de eventos de los registradores y relés que la integran. Para

hacer posible la descarga automática de estos archivos, se realizó la identificación y

análisis de la dinámica de comunicación manejada por el estándar, lográndose el

reconocimiento de cada una de las fases que conforman el proceso de comunicación

con el IED, el acceso a su información y la descarga de ésta. Para ello se tuvo en cuenta

que el estándar IEC 61850 define un esquema “cliente – servidor”, entendiéndose por

servidor al dispositivo encargado de desempeñar las diferentes funciones de protección

y control en la subestación y por cliente, a los equipos que acceden a la información del

servidor. En este orden de ideas, no se requirió de la implementación de los catorce

módulos del estándar, sino que el diseño del driver se centró en la programación de los

servicios para manejo de directorios y archivos, descritos en los apartados 5, 6 y 8.1 de

la norma, los cuales se encuentran basados en el protocolo MMS o protocolo de

Especificación de Mensajes de Manufactura, protocolo que pertenece a la capa de

aplicación del modelo de referencia OSI. A diferencia del protocolo GOOSE, es claro

que MMS actúa en capas superiores a la capa de enlace de datos, como se observa en la

figura 3.

4.2.1. FASE DE INICIO DE SESIÓN CON EL IED

Al establecer conexión con el IED haciendo uso de los simuladores de IEC 61850

anteriormente nombrados, y proceder a la captura de datagramas de la información

generada, se observan unos paquetes en los que se inicia una petición inicial y una

respuesta inicial (“Initiate Request”/ “Initiate Response”), éstos corresponden al

establecimiento del inicio de sesión con el IED.

El proceso “Initiate Request” involucra una dirección MAC origen y una dirección

MAC destino. De igual modo, se tiene una dirección IP origen y una dirección IP

destino, las cuales representan, la dirección IP del servidor y del cliente IEC 61850. De

igual manera sucede en el proceso de “Initiate Response”, como se observa en la figuras

5 y 6, respectivamente.

Figura 5. Datagrama MMS (Initiate Request).

Figura 6. Datagrama MMS (Initiate Response).

4.2.2. DESCARGA DE ARCHIVOS COMTRADE

En la Figura 7, se observa un datagrama obtenido al realizar la descarga de eventos del

IED 7SA612, haciendo uso del simulador IEC Browser.

Si bien un archivo COMTRADE, se encuentra conformado por cuatro extensiones

diferentes: Header (.HDR), Configuration (CFG.), Data (.DAT) e Information (INF.)

Mediante el driver desarrollado, sólo se realiza la descarga de los archivos de extensión

.CFG y .DAT, dado que éstos contienen la información relevante, requerida para el

correcto análisis de los diferentes eventos.

Figura 7. Datagrama Descarga de Archivos COMTRADE.

Tabla 1. Servicios para manejo de archivos implementados en el desarrollo del driver IEC 61850.

SERVICIOS

DESCRIPCIÓN

FileOpen

Este servicio es utilizado por un cliente para

solicitar la apertura de un archivo y su

preparación para ser transferido.

FileRead Servicio utilizado para obtener un segmento de

de datos del archivo.

FileClose

Servicio utilizado por el cliente para cerrar un

archivo que previamente fue abierto. Se utiliza

una vez que todos los datos del archivo han sido

leídos o para interrumpir la transferencia de

archivos antes de que ésta sea completada.

ObtainFile

Este servicio es utilizado por un cliente para

obtener un archivo. Al generarse la solicitud

“ObtainFile”, se emitirán las respuestas

“FileOpen”, “FileRead” y “FileClose” a la

aplicación cliente que emitió la petición

solicitud.

FileRename,Filedelate,FileDirectory Servicios utilizados para renombrar, borrar, y

obtener un directorio de archivos.

Read

El servicio de lectura es utilizado por los

clientes MMS para obtener los valores de las

variables.

Write Servicio utilizado para cambiar el valor de las

variables.

InformationReport

Servicio utilizado para reportar los valores de

las variables a un cliente, sin que éstas hayan

sido solicitadas. Puede ser utilizado como

mecanismo de notificación de alarmas.

GetVariableAccessAttributes

Servicio utilizado por clientes MMS para

obtener acceso a los atributos de un solo objeto

nombrado o sin nombre. Los atributos de

acceso son: el tipo (tipo de nombre o tipo de

descripción, la dirección para variables no

nombradas. La dirección de variables

nombradas es opcional y sólo será retornada sí

está es conocida y visible.

DefineNamedVariable

Permite a clientes MMS crear nombres a las

variables.

DefineNamedVariableList

GetNamedVariableListAttributes

DeleteNamedVariableList

Servicios utilizados para crear, obtener y

eliminar atributos.

DefineNamedType Servicio utilizado por un cliente de MMS para

crear un nuevo tipo de nombre “Named Type”.

DeleteNamedType Servicio utilizado para borrar un tipo de nombre

existente.

GetNamedTypeAttributes

Servicio utilizado por un cliente MMS para

determinar las características y el tipo de

atributos de un objeto especifico.

En la tabla 1, se observa la especificación y una breve descripción de los principales

servicios MMS, implementados en el desarrollo del driver IEC 61850. El detalle de cada

uno de estos servicios, puede consultarse en [1].

5. CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS

Mediante el desarrollo de este trabajo, fue posible corroborar las principales

funcionalidades de la norma IEC 61850, siendo posible su correcta implementación en el

desarrollo de un driver IEC 61850 para la descarga automática de eventos en un Sistema de

Transmisión de Energía Eléctrica. El protocolo MMS dada su flexibilidad y modularidad,

permitió dicha implementación, sin ser necesaria la programación de cada uno de sus

servicios, sino sólo de los que realmente se requerían. En el desarrollo del driver, se

implementaron los servicios establecidos en la norma para manejo de archivos, los cuales

fueron principalmente “FileOpen”, “FileRead”, “FileClose”, “FileObtain” y

“FileDirectory”, entre otros, especificados en la Tabla 1.

Es importante anotar que el driver fue desarrollado con la herramienta de software “libre”:

Java y que puede ser utilizado en cualquier IED que maneje la norma, sin inconveniente

alguno. El funcionamiento del driver fue validado mediante pruebas de descarga de eventos

de los relés 7SA612 y Micom P443, obteniéndose una respuesta exitosa. Igualmente, con

éste se realizo la descarga de eventos, requeridos en el desarrollo del proyecto de

investigación con Interconexión Eléctrica S.A.E.S.P, representando éste último el principal

aporte del trabajo desarrollado.

Entre los trabajos futuros, se tiene pendiente la incorporación de la función de detección de

eventos en el driver actualmente desarrollado.

De otro lado, se piensa realizar un análisis detallado del funcionamiento del protocolo

GOOSE, con el fin de identificar nuevos temas de investigación y posteriormente, idear el

desarrollo de nuevas aplicaciones, logrando abarcar de esta manera el estudio completo no

sólo de MMS, sino también del protocolo GOOSE, ambos estudios direccionados a la

detección de eventos en una subestación.

AGRADECIMIENTOS

Los resultados de este artículo son producto del trabajo desarrollado en el proyecto de

investigación: “Diagnóstico Distribuido de Eventos y Optimización de Redes de Gestión en

Sistemas de Transmisión de Energía Eléctrica”, ejecutado por Interconexión Eléctrica S.A.

E.S.P. y la Universidad Nacional de Colombia – Sede Medellín y financiado por

COLCIENCIAS, entidades a las cuales se les manifiesta el agradecimiento por el apoyo

brindado en la ejecución del proyecto.

REFERENCIAS

[1] International Standard IEC 61850: “Communication networks and systems in

substations”.

[2] Dufour, E., SC B5. Experiencia Piloto IEC 61850 con IED’s Multimarca 1° Etapa.

Décimo Tercer Encuentro Regional Iberoamericano de CIGRÉ. Puerto Iguazú – Argentina.

24 al 28 de mayo de 2009.

[3] Nizovoy, E., Grupo B5 de Cigré Argentina. Experiencia Piloto IEC 61850 con IED’s

Multimarca. 2° Etapa. Seminario Internacional sobre Smart Grid en Sistema de

Distribución y Transmisión de Energía Eléctrica. Brasil. 2009.

[4] Zhang, L., Nair, N. Testing Protective Relays in IEC 61850 Framework. Power

Engineering Conference, 2008.AUPEC '08.Australasian Universities.

[5] Englert, H., Dawidczak, H. IEC 61850 Substation to Control Center Communication –

Status and Practical Experiences from Projects. Paper accepted for presentation at 2009

IEEE Bucharest - Power Tech Conference, June 28th - July 2nd, Bucharest, Romania.

[6] Yongli, Z., Dewen, W., Yang, W., Wenqing, Z. Study on Interoperable Exchange of

IEC 61850 Data Model. Industrial Electronics and Applications, 2009.ICIEA 2009.4th

IEEE Conference on.

[7] http://dspace.epn.edu.ec/bitstream/15000/8853/8/T10328CAP2.pdf

[8] Pellizoni, R., Samitier, C., Vignoni, R. Aspectos a considerar en la implementación de

subestaciones IEC 61850. XII ERIAC – Encuentro Regional Ibero – americano del CIGRÉ.

Brasil. 2007.

[9] Montojo, J. Dispositivo de Control para Redes de Distribución Eléctrica. Universidad

Pontificia Comillas. Madrid.

[10] Documento “Integración de los alimentadores A1/1 YA1/2 AL SISTEMA SCADA”.

[11] Prat, R., Magnago, F., Lima, R. Aspectos Nóveles del Estándar IEC 61850.Décimo

Tercer Encuentro Regional Iberoamericano de CIGRÉ. Puerto Iguazú – Argentina. 24 al 28

de mayo de 2009.

[12] Pellizoni, R., Samitier, C., Vignoni, R. Nueva Arquitectura Normalizada en la

Automatización de Subestaciones: Serie IEC 61850.Undécimo Encuentro Regional

Iberoamericano del CIGRÉ – XI ERIAC. Comité Nacional Paraguayo del CIGRÉ.

Hernandarias – Paraguay. 22 al 26 de mayo de 2005.

[13] Modelo de Referencia OSI (ISO 7498).

[14] Jin, W., Xinran, L., Sheng, S. Research on the Application of the Recorded Fault Data

Analysis Based on COMTRADE Standard in Electric Power Load Modeling. Power

Engineering Conference, 2005. IPEC 2005. The 7th International.