Virtual Data Concentrator: Testing, validation, and documentation of containerization/virtualization architecture for tele management Data Concentrator application in distributed environments

Abstract

Este proyecto tiene como objetivo validar técnica y funcionalmente la virtualización del Concentrador de Datos (VDC) en entornos distribuidos de redes eléctricas, como alternativa al hardware embebido tradicional. Se ha realizado un análisis comparativo entre la plataforma previamente testada de Minsait y la solución de edge computing de Barbara, actualmente en fase de evaluación en Iberdrola i-DE, así como frente al concentrador embebido convencional. El estudio ha evaluado su capacidad para soportar aplicaciones críticas en centros de transformación. Se ha llevado a cabo el despliegue completo de un nodo edge basado en Barbara sobre hardware industrial. La equivalencia funcional con la solución actual embebida se ha demostrado mediante pruebas de configuración, interconectividad, adquisición de datos y ejecución de tareas programadas. Además, se ha desarrollado e implementado un caso de uso de regulación de tensión mediante cambiadores de tomas en carga (OLTC) directamente sobre el nodo virtualizado, evidenciando la capacidad de la plataforma para habilitar nuevas funcionalidades de automatización de red. Las pruebas de escalabilidad han confirmado que el VDC puede gestionar más de 7.000 contadores sin comprometer la integridad operativa. Un análisis económico adicional ha puesto de relieve la viabilidad del enfoque virtualizado bajo determinados marcos regulatorios. Más allá de la validación técnica, este trabajo contribuye a la Alianza E4S proponiendo definiciones de interfaces que mejoran la interoperabilidad entre componentes de edge computing. Los resultados sientan las bases para arquitecturas modulares, escalables e interoperables en futuros despliegues de redes inteligentes.This project aims to technically and functionally validate the virtualization of the Data Concentrator (VDC) in distributed power grid environments, as an alternative to traditional embedded hardware. A comparative analysis was conducted between Minsait’s previously tested platform and Barbara’s edge computing solution, currently under evaluation at Iberdrola i-DE, as well as against the conventional embedded concentrator. The study assessed their ability to support critical substation applications. A complete deployment of a Barbara-based edge node was carried out on industrial-grade hardware. Functional equivalence with the embedded solution was demonstrated through tests involving configuration, interconnectivity, data acquisition, and scheduled task execution. Additionally, a voltage regulation use case using On-Load Tap Changers (OLTC) was developed and implemented directly on the virtualized node, showcasing the platform’s ability to support new grid automation functionalities. Scalability tests confirmed the VDC’s capacity to manage over 7,000 smart meters without compromising operational integrity. An economic analysis further highlighted the feasibility of the virtualized approach under specific regulatory frameworks. Beyond technical validation, this work contributes to the E4S Alliance by proposing interface definitions that enhance interoperability among edge computing components. The results lay the groundwork for modular, scalable, and interoperable architectures in future smart grid deployments.