¿Qué es una subestación digital?

La necesidad de una energía constante y fiable es crucial para muchas empresas. A menudo, esto implica depender de una red de distribución de energía sobrecargada y que carece de la eficiencia necesaria para seguir el ritmo de las actuales necesidades de energía. Cuando se producen averías en el suministro eléctrico, las empresas se ven obligadas a hacerles frente, lo que muchas veces se traduce en un aumento de costes. Para superar este desafío y garantizar una alta fiabilidad y calidad de la energía de la red eléctrica, las empresas de suministros básicos se esfuerzan por modernizar y optimizar la tecnología de automatización de subestaciones en las denominadas subestaciones digitales. Mediante el uso de datos e interfaces digitales normalizados, zenon ayuda a las compañías energéticas a gestionar sus redes eléctricas de manera eficiente. Descubre más información acerca de lo que constituye una subestación digital y de lo que zenon puede hacer hoy por tu empresa.

What is a digital substation?

¿Qué es una subestación digital?

Tradicionalmente, las subestaciones se han utilizado para distribuir la electricidad a los hogares y a las empresas. Puesto que se tienen que mantener altas tensiones y flujos de energía, así como varias funciones de protección en las subestaciones, hay que confiar en gran medida en los datos de estado analógicos y binarios para mantener la precisión de estos valores. Por desgracia, un inconveniente de las subestaciones tradicionales reside en el procesamiento y uso de estos datos, que pueden requerir una gran cantidad de esfuerzo y potencia para su cálculo. La arquitectura de una subestación digital busca minimizar estas ineficiencias digitalizando los datos de la subestación. Esto proporciona múltiples beneficios, como las flexibles funciones basadas en software, así como la optimización de los datos compartidos entre dispositivos. En general, las subestaciones digitales ofrecen una mayor fiabilidad y flexibilidad en el trasfondo de las crecientes dinámicas de la red.

¿Qué componentes conforman una subestación digital?

Las subestaciones convencionales han dependido siempre de una gran cantidad de cables de cobre para transferir señales entre diferentes secciones y dispositivos. Aparte de las ineficiencias más obvias, estos cables requieren una considerable cantidad de espacio dentro de la planta y de mano de obra para su instalación. Se usan para conectar los transformadores de corriente y tensión y los disyuntores a los relés, para lo que se necesitan miles de metros de cable de cobre. Una de las principales ventajas de una subestación digital es poder sustituirlos por cables de fibra óptica para la comunicación digital, lo que permite que todo el sistema interactúe flexiblemente a través de protocolos de comunicación dedicados.

El papel esencial de los IED: monitorización y control centralizados para una mayor eficiencia

Los dispositivos electrónicos inteligentes (IED, Intelligent Electronic Devices) ayudan a controlar y proteger el funcionamiento de los equipos que se encuentran dentro de una subestación, como transformadores y disyuntores. El uso de microprocesadores dentro de los IED ayuda a automatizar ciertos procesos de la red eléctrica, como el análisis de datos y la limitación de problemas con los recursos o de calidad. En general, los IED para subestaciones digitales están en consonancia con la norma IEC 61850 para la automatización de subestaciones, lo que significa que son compatibles con un modelo de datos unificado, protocolos de comunicación, funciones y servicios que los hacen interoperables con otros dispositivos y sistemas. Para los desarrolladores de las plantas, esto permite una gestión simplificada del diseño de la planta, su configuración y puesta en marcha mediante un conjunto unificado de herramientas y funciones.

Entonces, ¿qué hace que una subestación digital sea mejor que una convencional?

Las subestaciones del futuro deben poder hacer frente a más requisitos más dinámicos en términos de calidad y flujo de energía. Además, para que las empresas de suministros básicos gestionen el creciente número de recursos de manera económica, es necesario adoptar nuevas prácticas de desarrollo, puesta en marcha y monitorización de dichos recursos con herramientas unificadas y precisas. La norma IEC 61850 para subestaciones digitales cumple estos requisitos y ayuda a las empresas de suministros básicos a prepararse para la red eléctrica del futuro.

Implementing a digital substation

Implementación de una subestación digital

Los primeros pasos hacia la implementación de una subestación digital es comprender adecuadamente la arquitectura de la IEC 61850. La norma de automatización presentada por la IEC 61850 nos hace ser conscientes de que es necesario digitalizar las subestaciones para poder seguir el ritmo de las actuales necesidades de energía. Sin embargo, la característica más importante presente en una subestación digital es el bus de proceso, que permite que se realicen las conexiones entre los IED basándose en protocolos de comunicación flexibles y eliminando la necesidad de cableado duro. En general, el bus de proceso permite optimizar las conexiones de la subestación y hacerlas más flexibles.

Normalización

La IEC-61850 ha llevado a la práctica la normalización entre subestaciones digitales. Esto es necesario para que no haya discrepancias entre las distintas subestaciones del mundo y se pueda regular y controlar la distribución de energía a una mayor escala. Un software de automatización de subestaciones como zenon tiene en cuenta los protocolos internacionales en su funcionamiento, facilitando la tarea de los gestores de subestaciones de mantenerse en consonancia con las prácticas acordadas.

Redes de comunicación

Una de las características principales de una subestación digital es la conversión de la información del proceso, como mediciones y estados, en telegramas del correspondiente protocolo de comunicación IEC 61850. Esta información se puede comunicar de manera flexible a otros dispositivos de la subestación, lo que lleva a una flexibilidad óptima. Esto se puede lograr utilizando IED que cumplan con la IEC 61850, así como software específico para subestaciones digitales. Monitorizando de manera eficaz estos datos, nos podemos asegurar de que todas las secciones de una subestación están funcionando adecuadamente, reduciendo significativamente los fallos y errores.

Best practices

Buenas prácticas

La mejor práctica para implementar y hacer funcionar una subestación digital es seguir las numerosas normas internacionales de redes de comunicaciones como la IEC 61850. Estas normas ayudan a sentar los cimientos para la interoperabilidad y para compartir datos. Además, utilizar la herramienta de gestión de datos adecuada, como zenon, ayuda a conseguir la eficiencia en la gestión de subestaciones digitales, incluida la remota. Identificando qué secciones de una subestación se deben controlar manualmente y cuáles se pueden automatizar, se puede hacer funcionar una subestación digital de manera óptima.

El papel de la IEC 61850

IEC 61850 has been mentioned, but what does it consist of, and how can it help with the efficiency of digital substation communication? IEC 61850 was created to standardize the design of substations and the communication of IEDs on an international level. As an increasing number of power grids across the world plan to digitize their substations, IEC 61850’s protocol standards have become common practice to adhere to. It can also providesafety through the use of fiber optic cables and security functions according to IEC 62351.

Introducción a IEC 61850 y zenon

Elige zenon para todas las necesidades de tu subestación digital

Gestionar o entrar en el mercado de las subestaciones digitales puede ser abrumador. Afortunadamente, zenon puede simplificar este proceso. zenon está diseñado para la flexibilidad, lo que significa que está optimizado para el mantenimiento in situ y remoto, tanto si necesitas actuar de manera manual o centrarte en la automatización. Para más información, contacta hoy mismo con COPA-DATA.

A newly released standard from the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) has utilities thinking about their next-generation Smart Grid equipment. The IEEE 1547 standard has been updated and enforced in 7 states as of 2021. Starting in 2022, more states in the US will be forced to comply with the updated IEEE 1547 standard.

The IEEE 1547 standard establishes criteria and requirements for interconnection of distributed energy resources (DER) with electric power systems (EPS) and associated interfaces. It provides requirements relevant to the interconnection and interoperability performance, operation, testing, safety, maintenance and security.

Energy and Infrastructure Industry Management

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