Diseño de servicios para la red de distribución según IEC 61850: estandarización frente a los retos de interoperabilidad y búsqueda de aplicaciones no operacionales

Abstract

Una de las claves para hacer frente a los nuevos retos del sector eléctrico es diseñar una red eléctrica flexible, coordinada, interoperable y adaptada a los nuevos escenarios energéticos. El concepto Smart Grid, basado en la introducción de las Tecnologías de Información y Comunicación (TIC) de alta capilaridad en la red eléctrica, que permitan la interacción bidireccional necesaria en los nuevos modelos de operación, trabaja en esta línea. Para conseguir una operación conjunta de toda la red de forma eficiente y segura, reduciendo el impacto medioambiental y maximizando la fiabilidad, robustez y estabilidad del sistema, se deben desarrollar soluciones tecnológicas y arquitecturas que favorezcan la coordinación de estos sistemas. Por ello, las subestaciones eléctricas, como nodos fundamentales de las redes de distribución y transporte, no deben quedarse al margen. Es necesario evolucionar y mejorar su funcionamiento no solo en términos de aumento de su capacidad para responder al aumento de demanda futuro y a los nuevos servicios, sino también en lo que se refiere a infraestructuras avanzadas basadas en sistemas de comunicación y control. Este proyecto presenta una iniciativa que cubre estos frentes, mediante el desarrollo de un sistema completo interoperable de automatización de subestaciones según la norma IEC 61850, tras el análisis de los sistemas de los fabricantes incluidos en el proyecto. La principal aportación del Trabajo Fin de Máster es el diseño de un proyecto verdaderamente interoperable, más allá del limitado concepto del simple intercambio de mensajes, y sin limitaciones operativas o de instalación. Para ello, este Trabajo Fin de Máster, apoyado en la experiencia de los miembros del consorcio, toma todas sus decisiones según las metodologías aceptadas internacionalmente para las arquitecturas Smart Grid interoperables. Estas metas se complementan con la valoración de las posibilidades de intercambiabilidad, basada en una definición y validación minuciosas de los perfiles de los equipos y el sistema.

One of the keys to face the new challenges of the electric sector is to design a flexible, coordinated, interoperable electrical network adapted to the new energy scenarios. The Smart Grid concept, based on the introduction of high-capillarity Information and Communication Technologies (ICT) in the electricity network, which allows the necessary bidirectional interaction in the new operating models, works in this line. To achieve a joint operation of the entire network in an efficient and safe way, reducing the environmental impact and maximizing the reliability, robustness and stability of the system, technological solutions and architectures should be developed that favor the coordination of these systems. For this reason, the electrical substations, as fundamental nodes of the distribution and transport networks, should not be left aside. It is necessary to evolve and improve its functioning not only in terms of increasing its capacity to respond to the increase in future demand and new services, but also in terms of advanced infrastructures based on communication and control systems. This project presents an initiative that covers these fronts, through the development of a complete interoperable system for the automation of substations according to the IEC 61850 standard, after the analysis of the systems of the manufacturers included in the project. The main contribution of the Final Master's Project is the design of a truly interoperable project, beyond the limited concept of the simple exchange of messages, and without operational or installation limitations. For this, this Master's Thesis, based on the experience of the consortium members, makes all its decisions according to the internationally accepted methodologies for interoperable Smart Grid architectures. These goals are complemented by the assessment of the possibilities of interchangeability, based on a meticulous definition and validation of the profiles of the devices and the system.