Experiencias en pruebas IEC 61850, Contextualización...

Experiencias en pruebas IEC 61850,Contextualización "Perfil Colombiano IEC 61850

Ing. Andres Felipe Castaño MazoUniversidad Nacional de Colombia

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Contenido

• Experiencias en Pruebas• Proyectos• Hallazgos

• Perfil Colombiano IEC61850• Conceptos de un perfil• Justificación• Comentarios generales

PROYECTOS

Proceso de Modernización RTU 2012-2015, pruebas a 40 subestaciones en

protocolo IEC61850.

Pruebas de STP/RSTP

Pruebas de estrés y desempeño en la red LAN

Pruebas de conversión IEC 61850 – IEC 60870-5-

101

Pruebas GOOSE

Prueba fallos de red

Pruebas de Interoperabilidad controladores de bahía Siemens y Alstom. Dichas pruebas fueron requisito antes de ser instalados en las subestaciones.

Verificación de la documentación para conformidad

Casos de prueba

o Pruebas a señales de medida

o Prueba comando doble

o Prueba indicación doble

o Prueba señal digital simple

Pruebas para el proyecto de modernización de 60 subestaciones

de alta tensión de CODENSA.

Granularidad ancho de banda de banda

Interoperación

Continuidad en anillos.

Pruebas de RSTP

Validación IEC 61850-8

Pruebas de conversión de protocolo IEC 61850 – IEC 60870-

5-104

Pruebas de PRP

Pérdida de paquetes

Pruebas de Ciberseguridad

Pruebas para cargadores solares ubicados en las subestaciones de alta tensión.

GTW MAIN GTW STBY

BSSW1 BSSW2BSSW1

Cargador Solar

GatewayKalkitech SYNC 3000

Switch Cisco CGS 2520

Modbus TCP

IEC 61850

OPC IEC 60870-5-104

SCADA

Baterias

PánelesSolares

GTW MAIN GTW STBY

BSSW1 BSSW2BSSW1

Cargador Solar



Modbus TCP

IEC 61850

OPC IEC 60870-5-104

SCADA

Baterias

PánelesSolares

CargadorSolar

Baterias

PánelesSolares

Modbus TCPPánelesSolares

OPC IEC 61850

CLIENTE IEC 61850RTU

Distributed Energy Resource

SCADA

IEC 61850 Part 7-420 Distributed Energy Resources (DER)

Pruebas para sistemas de Telecontrol-Telegestión de las subestaciones MT/MT en protocolo IEC60870-5-104.

Switch Cisco 2520

Ruggedcom Rx1512

Cliente-104

Inyección de tráfico Monitoreo de la Red

Servidor-104Reloj

NTP

192.168.0.0/24 192.168.10.0/24

192.168.20.0/24

Hallazgos durante la realización de los proyectos.

• Problemas con direccionamientos IP y VLAN,

• Dificultades con los Firmware.

• El mapeo de algunas variables era realizadopor unos nodos lógicos que no eransoportados por los equipos

• Problemas en las configuraciones del protocolo RSTP de los switches.

• Errores generados durante la validaciónde los archivos SCL descargados de losrelés de la subestación.

GTW MAIN GTW STBY

BSSW1 BSSW2BSSW1

Cliente IEC 61850Cliente IEC 61850

IEDIED

Inyector de Señales



Plataforma de pruebas

Servicios de pruebas Laboratorio IEC61850

Pruebas a arquitecturas de comunicaciones de subestaciones

IEC61850

Pruebas de conformidad a dispositivos IEC61850

Pruebas de comunicación a gabinetes solares

Pruebas de Interoperabilidad a IED´s.

PERFIL

- Un perfil de aplicación básico (BAP) define la colección de elementosestándares que son para ser utilizado en un entorno específico de laaplicación. Puede ser probado y verificado a través de pruebas deinteroperabilidad y certificación.

- La descripción de un subconjunto bien definido de la norma que hasido acordado por un comunidad de usuarios, la autoridad o las pruebasestándares.

CIGRE, Metodología para establecer el perfil que define una meta-especificación que aplica a subestaciones de distribución –caso México- basada en la norma iec-61850. 2009. Comité de Estudio B5 - Protecciones de Sistemas y Automatización de Subestaciones

Smart Grid Interoperability panel, PAP-23 - Testing Profile for IEC 61850, Communication Networks and Systems in Substations, Erich Gunther, EnerNex, LLC.

Desarrollar un Perfil

• Permite homogeneizar la filosofía de operación de las subestaciones, así mismo, la asimilación del conocimiento permite una independencia para resolver problemas técnicos, sin una dependencia fuerte.

• Los fabricantes de IED´s tomen como referencia operativa y funcional dicha norma IEC61850, asegurando que se estandarice con base en los requerimientos operativos.

• Evitar inversiones costosas en la adquisición de la tecnología que los fabricantes personalicen, de acuerdo a sus líneas de desarrollo.

CIGRE, Metodología para establecer el perfil que define una meta-especificación que aplica a subestaciones de distribución –caso México- basada en la norma iec-61850. 2009. Comité de Estudio B5 - Protecciones de Sistemas y Automatización de Subestaciones

Metodología para establecer el perfil que define una

meta-especificación que aplica a subestaciones de distribución.

- Comision Federal De Electricidad (CFE). (México).

- Instituto De Investigaciones Electricas (IEE) (México).

- Global Networking Engineering (GNE) (España).

Desarrollo una herramienta de especificación de interoperabilidad, que cubrirá los

modelos de datos, servicios, servicios de comunicación, dominios de

interoperabilidad.

- ENTSO-E, the European Network of Transmission System Operators for Electricity

(Europa)

Justificación del desarrollo de un perfil

• Busca lograr la promesa de interoperabilidad de múltiples

proveedores

• Reducir el costo de la integración de sistemas utilizando IEC

61850

El subconjunto puede referirse a la aplicación obligatoria y

opcional de:

- Topologías.

- Clases comunes de datos asociadas a las funciones de

protección del IED.

- Nodos lógicos que dependan de las topologías.

- Intercambio de información.

- Topologías de las redes de comunicación.

- Servicios.

- Entre otros.

El enfoque del PAP-23 es abordar la interoperabilidad a través de

Perfiles….

“La especificación y uso de perfiles permite reducir la brecha de

interoperabilidad, mediante la reducción de los grados de libertad de

la flexibilidad de implementación, en el contexto del interés por el

proveedor del dispositivo, implementador y propietario del sistema.“


Beneficios para las empresas de energía

• Puede ser utilizado en las especificaciones de contratación

• Reduce la necesidad de personalización

• Reduce el tiempo de integración

• Reduce al mínimo los problemas de interoperabilidad


Beneficios para los Fabricantes

• Los productos pueden ser probados y verificados a través de pruebas de interoperabilidad y certificación.

• Crea un entendimiento común entre el fabricante y las empresas de energía


Una reciente discusión entre los ingenieros en un panel de LinkedIn.

“IEC 61850 cubre una gran cantidad de dominios como Transmisión, Distribución, Producción de energía (eólica, ...), Vehículos eléctricos, .... Esta flexibilidad hace IEC 61850 poderosa en gran medida ... pero también juega en contra de la interoperabilidad de múltiples proveedores por la gran cantidad de opciones de esta flexibilidad trae en la norma”.

Un perfil es la única manera de alcanzar la interoperabilidad de múltiples proveedores durante el ciclo de vida del sistema.

Gregory Huon

Tenga en cuenta también que, un perfil colectivo corre el riesgo deser "el mínimo común denominador" de todos los requisitos, por loque un montón de esfuerzos que tiene que ir a acordar losrequisitos de nivel común "superior”.

Rodney Hughes

“Linkedin discussion: Why is important create a profile IEC 61850 for power utility,” https://goo.gl/PBJpjk,2014

Y, qué piensas?

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NUESTRA EMPRESA?


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