Aplicación de Técnicas de Sincronismo para Sistemas de Medida Distribuidos y Desarrollo de un Medidor Fasorial basado en el protocolo IEEE1588

摘要

En la actualidad se debate a nivel científico la necesidad de una evolución conceptualy tecnológica de la red eléctrica. En este nuevo marco de trabajo se define el concepto dered inteligente “Smart Grid”. Esencialmente se plantea una red activa, dotada deinteligencia, con autonomía que tenga la capacidad de reconfiguración según lasnecesidades locales y que mejore los tiempos de restablecimiento del suministroincrementando la eficiencia energética en general.Por tanto, la principal motivación que me ha conducido a la elección de este tema, hasido la creciente preocupación mundial por favorecer la evolución de estos sistemas haciauna gestión energética inteligente. Esta motivación ha propiciado la aparición de nuevoslíneas de investigación que facilitan a la comunidad científica el desarrollo de sistemasexperimentales para que intervengan en la generación, el transporte y la distribución de laenergía de forma eficiente, garantizando el suministro con la intervención de sistemasmás inteligente que trabajen de forma coordinada. Uno de los aspectos técnicos másimportantes para conseguir este objetivo es mantener una sincronización de formapermanente entre todos los dispositivos. La creciente integración de protocolos para lacomunicación basados en Ethernet y que han sido desarrollados para todo tipo deaplicaciones industriales ha conducido a la aparición de un protocolo con capacidad desincronización precisa y sin la necesidad de integrar un GPS en cada uno de los puntosde supervisión y control.El análisis del Protocolo PTP “Precisión Time Protocol” ha sido el principal objetivode mis trabajos de investigación. La adaptación del protocolo para su uso alternativo y eldesarrollo de procedimientos experimentales para verificar si cumple con lasexpectativas. Mis trabajos están orientados hacia una línea de investigación que permitaintegrar este protocolo en todo tipo de sistemas diseñados para la monitorización,control y protección de las redes eléctricas. Esta alternativa con IEEE 1588 ha adquiridoprotagonismo porque puede mantener una única fuente de sincronismo de alta calidadcon GPS para un gran número de sistemas encargados de monitorizar y gestionar la redde suministroUno de los sistemas más avanzados es la Unidad de Medida Fasorial (PMU)”PhasorMeasurement Unit” o sincrofasor. Estos medidores permiten determinar la estabilidadde la red eléctrica en una zona geográfica muy amplia con una exactitud del orden de unmicrosegundo. Por tanto, la sincronización de estos sistemas es clave para la vigilancia,protección, control y estimación de estado en sistemas de potencia. El segundo granobjetivo ha sido el diseño de una PMU experimental alternativa con sincronismo PTP.Por tanto, los objetivos de la tesis se concretan en el estudio de los procedimientos desincronización y medida incluidos en la norma de Sincrofasores, en el estudio delprotocolo PTP para la sincronización de sistemas de medida y control distribuidos, en laselección de varios dispositivos comerciales compatibles con el protocolo PTP y en eldesarrollo varios procedimientos experimentales para medir la exactitud y estabilidadalcanzada por cada uno de los dispositivos trabajando como esclavos PTP. Puesto queeste procedimiento de medida necesita un patrón de referencia para la validación de losresultados utilizo un Instrumental especializado.Finalmente los estudios de las dos normas y los análisis de estabilidad me hanpermitido evaluar la integración del protocolo en un sistema embebido. Los ensayosfinales me han permitido evaluar la viabilidad del sistema propuesto.