VALIDACIÓN DE SISTEMAS DE MONITORIZACIÓN DE SISTEMAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA.

La presente divulgación proporciona sistemas y procedimientos para validar sistemas de monitorización de suministro de energía eléctrica, incluyendo, pero no limitado a, transformadores de corriente

(CTs) y transformadores de potencial de tensión (PTs). De acuerdo con varias realizaciones, un primer IED monitoriza una porción de un sistema de suministro de energía eléctrica mediante uno o más CTs y/o PTs. Un segundo IED monitoriza la porción del sistema de suministro de energía eléctrica mediante uno o más CTs y/o PTs adicionales. Cada IED puede generar un informe de eventos, que contiene datos de mediciones, asociado con cada respectivo equipo de medición. Un módulo de validación puede comparar los informes de eventos para validar que los IEDs y/o el equipo de medición subyacente están funcionando correctamente. De acuerdo con varias realizaciones, el módulo de validación puede configurarse para alinear los informes de eventos a partir de dos IEDs usando un desencadenador de eventos común a ambos IEDs.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2011/067205.

Solicitante: SCHWEITZER ENGINEERING LABORATORIES, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2350 NE Hopkins Court 99163 -Pullmann WA WASHINGTON ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: FISCHER,Normann, PRESTWICH,David M, WATKINS,Matthew B.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > TRATAMIENTO DE DATOS DIGITALES ELECTRICOS (computadores... > Equipo o métodos de tratamiento de datos o de cálculo... > G06F17/40 (Adquisición y consignación de datos (para entrada al computador G06F 3/00))
google+ twitter facebookPin it
VALIDACIÓN DE SISTEMAS DE MONITORIZACIÓN DE SISTEMAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA.

Fragmento de la descripción:

Validación de sistemas de monitorización de sistemas de energía eléctrica.

Campo técnico La presente divulgación se refiere a sistemas y procedimientos de validación y medición en sistemas de suministro de energía eléctrica. Más particularmente, la presente divulgación se refiere a sistemas y a procedimientos para la validación de mediciones realizadas por dispositivos no sincronizados o dispositivos sincronizados en el tiempo.

Breve descripción de los dibujos Se describen realizaciones no limitativas y no exhaustivas de la divulgación, incluyendo diversas realizaciones de la divulgación con referencia a las figuras, en las que:

La figura 1 ilustra un diagrama de una línea de un sistema de suministro de energía eléctrica, que incluye varios transformadores de potencial de tensión (PTs) y transformadores de corriente (CTs) , un sistema de monitorización, y un dispositivo de validación.

La figura 2A ilustra un diagrama de una línea de un sistema de suministro de energía eléctrica, en el que un sistema de monitorización incluye dos dispositivos electrónicos inteligentes independientes (IEDs) , los IEDs en comunicación con un dispositivo de validación.

La figura 2B ilustra otro diagrama de una línea de un sistema de suministro de energía eléctrica, en el que un dispositivo de transferencia de datos se utiliza para recoger los datos de cada IED y suministrarlos al dispositivo de validación.

La figura 3 ilustra otro diagrama de una línea de un sistema de suministro de energía eléctrica, que incluye dos IEDs configurados para monitorizar varios CTs y PTs, incluyendo uno de los IEDs un módulo de validación integrado.

La figura 4A ilustra un diagrama de flujo de un procedimiento para la validación de sistemas de monitorización, tales como IEDs, transformadores de tensión, y transformadores de corriente, que utilizan IEDs sincronizados en el tiempo.

La figura 4B ilustra un diagrama de flujo de un procedimiento para la validación de sistemas de monitorización mediante la alineación de los Informes de eventos generados por los IEDs no sincronizados.

La figura 5 ilustra un ejemplo de un diagrama de flujo de un procedimiento para seleccionar un tiempo de referencia cuando una cantidad de referencia está por encima de un límite predeterminado.

La figura 6 ilustra un informe de eventos de oscilografía generado por un primer IED, que incluye las mediciones de tensión y de corriente para tres fases de energía en un sistema de suministro de energía eléctrica.

La figura 7 ilustra un informe de eventos de oscilografía generado por un segundo IED, que incluye mediciones de tensión y de corriente para tres fases de energía en un sistema de suministro de energía eléctrica.

En la descripción siguiente, se proporcionan numerosos detalles específicos para una comprensión completa de las diversas realizaciones descritas en este documento. Los sistemas y procedimientos divulgados en este documento se pueden practicar sin uno o más de los detalles específicos, o con otros procedimientos, componentes, materiales, etc. Además, en algunos casos, estructuras, materiales u operaciones bien conocidas pueden no mostrarse o describirse en detalle para evitar el oscurecimiento de los aspectos de la divulgación. Además, las características o estructuras descritas se pueden combinar de cualquier manera adecuada en una o más realizaciones alternativas.

Descripción detallada Los dispositivos electrónicos inteligentes (IEDs) se pueden usar para la monitorización, la protección y/o el control de equipos industriales y de servicios públicos, tales como en sistemas de suministro de energía eléctrica. Los IEDs pueden estar configurados para obtener información de medición de transformadores de corriente (CTs) y/o transformadores de potencial de tensión (PTs) . Los IEDs pueden estar configurados para obtener información de medición de una variedad de otras fuentes, tales como transductores ópticos de corriente, bobinas de Rogowski, sensores de luz, relés, sensores de temperatura, y similares, así como a partir de mediciones, señales o datos facilitados por otros IEDs. Los lEDs dentro de un sistema de energía pueden configurarse para realizar funciones de medición, control y protección que requieren un cierto nivel de precisión. En consecuencia, la precisión del equipo de medición, tal como CTs y PTs y posiblemente incluso IEDs asociados con el mismo se pueden controlar y/o validar de forma regular para asegurarse que funcionan correctamente. De hecho, en algunos casos, las normas y los protocolos pueden requerir que la precisión crítica del equipo de medición deba ser validada sobre una base regular.

De acuerdo con diversas realizaciones, un sistema de monitorización puede obtener señales desde el sistema de energía eléctrica usando un primer equipo de medición y un segundo equipo de medición. El sistema de monitorización puede estar en comunicación con el primer equipo de medición y el segundo equipo de medición. El sistema de monitorización puede incluir el primer equipo de medición y el segundo equipo de medición. El sistema de monitorización puede recoger un primer grupo de datos de medición del primer equipo de medición y un segundo conjunto de datos de medición desde el segundo equipo de medición.

Por ejemplo, el sistema de monitorización puede comprender un primer IED y un segundo IED, estando configurado cada IED para monitorizar equipos específicos o un segmento específico de un sistema de suministro de energía eléctrica mediante la recepción de señales de los mismos utilizando un CT. El primer IED puede recoger datos de medición obtenidos por un primer CT de una fase de potencia. El segundo IED puede recoger datos de medición obtenidos por un segundo CT desde la misma fase de potencia en el mismo equipo o un segmento del sistema de suministro de energía eléctrica. Los datos de medición recogidos a partir del primer IED pueden alinearse con los datos de medición recogidos a partir del segundo IED.

En algunas realizaciones, el primer y el segundo IEDs pueden utilizar una fuente de tiempo común, tal como una señal de tiempo proporcionada por un sistema de posicionamiento global (GPS) o por medio de un estándar de sincronización de tiempo, tal como IEEE 1588. Por consiguiente, el primer y segundo IEDs pueden estar inherentemente alineados en el tiempo y se pueden calcular sincrofasores. Además, el primer y segundo IEDs pueden utilizar algoritmos de muestreo y procesamiento idénticos o similares para facilitar aún más los cálculos de sincrofasores precisos.

Sin embargo, en muchas situaciones, el primer y segundo IEDs pueden utilizar señales de tiempo no sincronizadas y/o algoritmos de muestreo y de procesamiento alternativos. Por ejemplo, dos IEDs pueden ser diferentes modelos o y/o utilizar señales de tiempo independientes. En tales realizaciones, los datos recogidos no pueden estar inherentemente alineadas en el tiempo o fácilmente alineadas en el tiempo usando sellos de tiempo asociados con los datos. Si se utilizan diferentes lEDs modelo y/o los IEDs no están alineados en el tiempo, entonces, en algunas realizaciones, se puede utilizar un desencadenador de eventos común a ambos IEDs para alinear los datos de medición de cada IED. Por ejemplo, cada IED puede estar configurado para comenzar a recoger datos cuando se detecta un evento del sistema de energía o una anomalía, tal como por ejemplo cuando se detecta una corriente excesiva. Aunque no están alineados en el tiempo, y potencialmente no utilizan el mismo algoritmo de muestreo, los dos IEDs pueden detectar de forma independiente la corriente excesiva y generar un desencadenador de eventos común. El desencadenador de eventos común puede ser...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema para la validación de un sistema de monitorización de un sistema de suministro de energía eléctrica, que comprende: un primer equipo de medición configurado para generar una primera señal correspondiente a una condición eléctrica del sistema de suministro de energía eléctrica;

un segundo equipo de medición configurado para generar una segunda señal correspondiente a la condición

eléctrica del sistema de suministro de energía eléctrica; un sistema de monitorización en comunicación con el primer equipo de medición y el segundo equipo de medición, estando configurado el sistema de monitorización para:

recibir la primera señal desde el primer equipo de medición y generar un primer conjunto de datos de medición; y recibir la segunda señal desde el segundo equipo de medición y generar un segundo conjunto de datos de medición; y

un módulo de validación configurado para validar la funcionalidad del primer equipo de medición en relación con el segundo equipo de medición, estando configurado el módulo de validación para:

recibir el primer y segundo conjuntos de datos de medición; alinear el primer conjunto de datos de medición con el segundo conjunto de datos de medición, de tal manera que el primer y segundo conjuntos de datos de medición estén alineados;

determinar una cantidad de referencia a partir del primer conjunto de datos de medición en un primer

momento junto con el primer y segundo conjuntos de datos de medición alineados; determinar una cantidad de comparación a partir del segundo conjunto de datos de medición en el primer momento junto con el primer y segundo conjuntos de datos de medición alineados;

calcular una indicación de precisión utilizando una diferencia entre la cantidad de referencia y la cantidad de comparación; y determinar si la indicación de precisión está dentro de un intervalo límite predeterminado de precisión.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el módulo de validación está configurado para proporcionar una alerta cuando la indicación de precisión está fuera de un intervalo de precisión límite predeterminado.

3. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el primer equipo de medición comprende un primer transformador de corriente y el segundo equipo de medición comprende un segundo transformador de corriente.

4. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el primer equipo de medición comprende un primer transformador de potencial y el segundo equipo de medición comprende un segundo transformador de potencial.

5. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la cantidad de referencia del primer conjunto de datos de medición comprende una magnitud y un ángulo fasorial correspondiente al primer conjunto de datos de medición en el primer momento, y

en el que la cantidad de comparación del segundo conjunto de datos de medición comprende una magnitud y un ángulo fasorial correspondiente al segundo conjunto de datos de medición en el primer momento.

6. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sistema de monitorización comprende:

un primer dispositivo electrónico inteligente (IED) en comunicación con el primer equipo de medición, estando configurado el primer IED para recibir la primera señal desde el primer equipo de medición y generar el primer conjunto de datos de medición; y

un segundo IED en comunicación con el segundo equipo de medición, estando configurado el segundo IED para recibir la segunda señal desde el segundo equipo de medición y generar el segundo conjunto de datos de medición.

7. Sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el módulo de validación está integrado dentro de uno del primer y segundo IEDs, y

en el que el primer y segundo IEDs están en comunicación entre sí.

8. Sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el módulo de validación está integrado dentro de un dispositivo de validación en comunicación con el primer y el segundo IEDs.

9. Sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el módulo de validación está configurado para alinear el primer conjunto de datos de medición con el segundo conjunto de datos de medición utilizando un desencadenador de eventos común al primer IED y al segundo IED.

10. Sistema de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el desencadenador de eventos es generado por una fuente externa y se proporciona a cada uno del primer IED y el segundo IED.

11. Sistema de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el desencadenador de eventos es generado automáticamente por cada uno del primer IED y el segundo IED en respuesta a un cambio en la condición eléctrica en el sistema de suministro de energía eléctrica.

12. Sistema de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el desencadenador de eventos es generado automáticamente por cada uno del primer IED y el segundo IED en respuesta a la detección de uno de una sobrecorriente, subcorriente, sobretensión, caída de tensión, sobrefrecuencia, subfrecuencia, y cambios en la frecuencia.

13. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sistema de monitorización comprende el primer equipo de medición y el segundo equipo de medición.

14. Procedimiento para la validación de un sistema de monitorización de un sistema de suministro de energía eléctrica, que comprende:

un primer equipo de medición que genera una primera señal correspondiente a una condición eléctrica del sistema de suministro de energía eléctrica;

un segundo equipo de medición que genera una segunda señal correspondiente a la condición eléctrica del sistema de suministro de energía eléctrica;

un sistema de monitorización que recibe la primera señal desde el primer equipo de medición y que genera un primer conjunto de datos de medición;

recibiendo el sistema de monitorización la segunda señal desde el segundo equipo de medición y generando un segundo conjunto de datos de medición;

un módulo de validación que recibe el primer y segundo conjuntos de datos de medición;

alineando el módulo de validación el primer conjunto de datos de medición con el segundo conjunto de datos de medición, de tal manera que el primer y segundo conjuntos de datos de medición estén alineados;

determinando el módulo de validación una cantidad de referencia a partir del primer conjunto de datos de medición en un primer momento junto con el primer y segundo conjuntos de datos de medición alineados;

determinando el módulo de validación una cantidad de comparación a partir del segundo conjunto de datos de medición en el primer momento junto con el primer y segundo conjuntos de datos de medición alineados;

calculando el módulo de validación una indicación de precisión utilizando una diferencia entre la cantidad de referencia y la cantidad de comparación; y

determinando el módulo de validación si la indicación de precisión está dentro de un predeterminado intervalo de límite de precisión.

15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, que también comprende que el módulo de validación proporcione una alerta cuando la indicación de precisión está fuera de un intervalo de precisión límite predeterminado.

16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el primer equipo de medición comprende un primer transformador de corriente y el segundo equipo de medición comprende un segundo transformador de corriente.

17. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el primer equipo de medición comprende un primer transformador de potencial y el segundo equipo de medición comprende un segundo transformador de potencial.

18. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la determinación de una cantidad de referencia a partir del primer conjunto de datos de medición comprende la determinación de una magnitud y un ángulo fasorial correspondiente al primer conjunto de datos de medición en el primer momento, y

en el que la determinación de una cantidad de comparación a partir del segundo conjunto de datos de medición comprende la determinación de una magnitud y ángulo fasorial que corresponde al segundo conjunto de datos de medición en el primer momento.

19. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el sistema de monitorización comprende:

un primer dispositivo electrónico inteligente (IED) y un segundo IED, y

en el que la recepción de la primera señal desde el primer equipo de medición y la generación del primer conjunto de datos de medición es realizada mediante el primer IED, y

en el que la recepción de la segunda señal desde el segundo equipo de medición y la generación del segundo conjunto de datos de medición es realizada mediante el segundo IED.

20. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 19, en el que el módulo de validación está integrado dentro de uno del primer y segundo IEDs, y

en el que el primer y segundo IEDs están en comunicación entre sí.

21. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 19, en el que el módulo de validación está integrado dentro de un dispositivo de validación en comunicación con el primer y el segundo IEDs.

22. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 19, en el que la alineación del primer conjunto de datos de medición con el segundo conjunto de datos de medición comprende el uso de un desencadenador de eventos común al primer IED y al segundo IED para alinear el primer conjunto de datos de medición con el segundo conjunto de datos de medición.

23. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el desencadenador de eventos es generado por una fuente externa y se proporciona a cada uno del primer IED y el segundo IED.

24. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 22, en el que el desencadenador de eventos es generado automáticamente por cada uno del primer IED y el segundo IED en respuesta a un cambio en la condición eléctrica en el sistema de suministro de energía eléctrica.

25. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 24, en el que el desencadenador de eventos es generado automáticamente por cada uno del primer IED y el segundo IED en respuesta a la detección de uno de una sobrecorriente, subcorriente, sobretensión, caída de tensión, sobrefrecuencia, subfrecuencia, y cambio en la frecuencia.

26. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el sistema de monitorización comprende el primer equipo de medición y el segundo equipo de medición.

27. Sistema para la validación de un sistema de monitorización de un sistema de suministro de energía eléctrica, que comprende:

un sistema de monitorización en comunicación con el sistema de suministro de energía eléctrica configurado para:

obtener una primera señal correspondiente a una condición eléctrica del sistema de suministro de energía eléctrica y generar un primer conjunto de datos de medición a partir de los mismos, y

obtener una segunda señal correspondiente a una condición eléctrica del sistema de suministro de energía eléctrica y generar un segundo conjunto de datos de medición a partir de los mismos;

un módulo de validación en comunicación con el sistema de monitorización, y configurado para:

recibir el primer y segundo conjuntos de datos de medición; alinear el primer y segundo conjuntos de datos de medición utilizando un evento común al primer y segundo conjuntos de datos de medición, y

calcular una indicación de la precisión usando el primer y segundo conjunto de datos de medición alineados.