Diseño e implementación de un sistema remoto para el mando y supervisión de un sistema eléctrico de potencia de un Smart Grid

Abstract

Un Smart Grid es un sistema energético sostenible que utiliza diferentes tecnologías de comunicación e información digital para brindarle sostenibilidad, eficiencia y seguridad al sistema con el fin de obtener una gestión eficiente de los recursos de la red eléctrica. La flexibilidad, escalabilidad y gestión eficiente son características fundamentales de un Smart Grid e implican la telemetría y el telecontrol para lograr la telegestión de la red eléctrica. La mayor dificultad en la implementación de un Smart Grid es lograr la integración y coordinación de los actores de la cadena de valor eléctrica, debido a que existe gran diversidad de tecnologías, marcas y entidades que intervienen en las diferentes etapas de la red eléctrica. La presente tesis realiza la integración de diferentes tecnologías como el RTU NovaTech, el PLC Siemens, entre otros elementos, para el desarrollo de la telemetría y el telecontrol de medidores SentronPAC 4200 y barras colectoras Lucas-Nülle con el fin de mejorar la telegestión de un Smart Grid. La integración de los dispositivos se realizó mediante protocolos de comunicación industriales abiertos. Por otro lado, para el logro de la telemetría y telecontrol se consideró una WLAN a una frecuencia de 5GHz. El proyecto se implementó en la Universidad de Ingeniería y Tecnología (UTEC) y fue validado mediante la supervisión y el envío de comandos de un circuito eléctrico de potencia implementado en el segundo piso al interior del laboratorio de “Energías renovables y Smart Grid”, mediante un SCADA desarrollado en el cuarto piso dentro del “Laboratorio de Automatización Industrial”.

A Smart Grid is a sustainable energy system that uses different communication and digital information technologies to provide sustainability, efficiency and security to the system in order to obtain an efficient management of the resources of the electrical network. Flexibility, scalability and efficient management are fundamental characteristics of a Smart Grid and involve telemetry and remote control to achieve remote management of the electrical network. The greatest difficulty in the implementation of a Smart Grid is to achieve the integration and coordination of the actors in the electricity value chain, because there is a great diversity of technologies, brands and entities that intervene in the different stages of the electrical network. This thesis integrates different technologies such as the RTU NovaTech, the Siemens PLC, among other elements, for the development of telemetry and remote control of Sentron PAC4200 meters and Lucas-Nülle busbars in order to improve the remote management of a Smart Grid. The integration of the devices was carried out using open industrial communication protocols. Also, to achieve telemetry and remote control, a WLAN at a frequency of 5GHz was considered. The project was implemented at the University of Engineering and Technology (UTEC) and was validated through the supervision and sending commands of an electric power circuit implemented on the second floor in the “Renewable Energies and Smart Grid” laboratory, from a SCADA developed on the fourth floor in the “Industrial Automation Laboratory”.