Marco teórico sobre protocolos de comunicación en subestaciones eléctricas, alternativos a la IEC 61850

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Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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Resumen

The current document aims to develop a theoretical framework on communication protocols in digital electrical substations, with a specific focus on alternatives to the IEC 61850 standard, within the framework of the research and characterization project on the fundamentals of communication protocols in electrical substations and their integration with the different elements involved there. To meet this objective, three main tasks were carried out: the consultation of bibliographic sources, the selection of relevant alternative protocols and the structuring of a detailed theoretical analysis of said protocols. Firstly, an extensive bibliographic review was carried out using specialized sources on communication systems and those related to the electricity environment, focusing on the most relevant protocols and the understanding of the composition of communication from its beginnings. This review allowed to consolidate, through the execution of a process of inquiry, analysis and comparative evaluation of the results, the identification of the technical characteristics of each protocol, such as its architecture, scalability, integration capacity and security, which make them viable for use in digital electrical substations. In addition, case studies and implementation experiences in different regions of the world were analyzed, which enriched the theoretical framework with practical perspectives. Next, those protocols that proved to be most relevant based on their impact on substation operation were selected, considering aspects such as their ease of implementation, compatibility with existing infrastructures, and their ability to respond to future demands of the electrical sector. These protocols were compared and evaluated against IEC 61850, identifying in which areas they can offer competitive advantages. Finally, with the data collected and analyzed, the theoretical framework was structured, which provides a clear and concise guide for understanding these alternative protocols. This theoretical framework is aimed at both the academic community and professionals in the electrical sector, who make use of this information to improve decision-making in projects related to the digitalization of substations.

Descripción

El coetáneo documento tiene como finalidad desarrollar un marco teórico sobre los protocolos de comunicación en subestaciones eléctricas digitales, con un enfoque específico en alternativas al estándar IEC 61850, en el marco del proyecto de investigación y caracterización de los fundamentos sobre protocolos de comunicación en subestaciones eléctricas y su integración con los diferentes elementos allí implicados. Para cumplir este objetivo, se realizaron tres tareas principales: la consulta de fuentes bibliográficas, la selección de protocolos alternativos relevantes y la estructuración de un análisis teórico detallado de dichos protocolos. En primer lugar, se realizó una extensa revisión bibliográfica utilizando fuentes especializadas en sistemas de comunicación y lo referido al entorno de la electricidad, enfocadas en los protocolos más relevante y la comprensión de la composición de la comunicación desde sus inicios. Esta revisión permitió consolidar bajo la ejecución de un proceso de indagación, análisis y evaluación comparativa de los resultados, identificar las características técnicas de cada protocolo, como su arquitectura, escalabilidad, capacidad de integración y seguridad, que los hacen viables para su uso en subestaciones eléctricas digitales. Además, se analizaron estudios de caso y experiencias de implementación en distintas regiones del mundo, lo que enriqueció el marco teórico con perspectivas prácticas. A continuación, se seleccionaron aquellos protocolos que mostraron ser más relevantes en función de su impacto en la operación de subestaciones, considerando aspectos como su facilidad de implementación, compatibilidad con infraestructuras existentes, y su capacidad de responder a las demandas futuras del sector eléctrico. Estos protocolos fueron comparados y evaluados frente a la IEC 61850, identificando en qué áreas pueden ofrecer ventajas competitivas. Finalmente, con los datos recolectados y analizados, se estructuró el marco teórico, que proporciona una guía clara y concisa para la comprensión de estos protocolos alternativos. Este marco teórico está dirigido tanto a la comunidad académica como a los profesionales del sector eléctrico, quienes hacen uso de esta información para mejorar la toma de decisiones en proyectos relacionados con la digitalización de subestaciones.

Palabras clave

Subestaciones eléctricas, Arquitectura de comunicación, Protocolos, IEC 61850

Materias

Tecnología en Electricidad -- Tesis y disertaciones académicas

Citación