Spectrum Power TG - Descripción General

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1 El Spectrum Power TG ha sido diseñado teniendo en consideración las necesidades específicas de la industria eléctrica. Este sistema puede operar tanto bajo ambiente Windows y Linux. Arquitectura del Sistema El sistema Power TG consiste en una plataforma operativa, de servicios y aplicaciones para el manejo de las redes eléctricas totalmente modular y escalable. Una característica fundamental de ésta, es la capacidad de desempeño en tiempo real requerida por las empresas eléctricas modernas, así como la capacidad de añadir futuras aplicaciones, a medida se vayan requiriendo. Hemos construido la plataforma del sistema Spectrum Power TG utilizando varios componentes y usando mayoritariamente lenguaje C y C++. Las computadoras proveen la capacidad de procesamiento de datos requerida. Debido a que el sistema Power TG puede ser distribuido, una red puede llegar a necesitarse para la comunicación entre los diferentes módulos. El sistema operativo de las computadoras provee los servicios generales (ej. diagnósticos). Los servicios especializados incluyen comunicaciones en tiempo real (tanto dentro del sistema como con dispositivos externos), acceso a la base de datos de tiempo real y la programación ( scheduling ). El software diseñado por Siemens provee estos servicios especializados. Hardware adicional tal como: impresoras, módems, estaciones de trabajo y dispositivos de entrada/salida completan la plataforma. Hardware Las computadoras son los dispositivos que procesan toda la información en el sistema por lo que son críticas para el funcionamiento del sistema. El sistema Power TG básico consta de de tres tipos de nodos de software que residen en dichas computadoras. Estos nodos son: SERVIDOR DE APLICACIONES: Este es el nodo primario. Provee la mayoría de los servicios requeridos por las aplicaciones. CONSOLA Power TG - Provee a los usuarios la capacidad de interfase con las diferentes funciones del sistema. SERVIDOR DE COMUNICACIONES CON RTUs: Provee la capacidad de comunicación con los dispositivos de campo (RTUs, DEIs, etc.) Cualquiera de estos nodos puede ser integrado en una única computadora o ser distribuidos en computadoras separadas conectadas a través de una red. Adicionalmente en sistemas Power TG distribuidos podemos encontrar los siguientes nodos: GATEWAYS Este nodo provee de servicios de comunicación y de envío/recepción de datos hacia/desde otros grupos de usuarios. ARCHIVOS EXTERNOS - Proveen capacidad de almacenamiento de datos históricos. En la configuración distribuida del sistema, todos estos nodos y cualquier otro hardware necesario se comunican entre sí típicamente a través de una red tipo ethernet 10/100/1000Base-T. El sistema tiene la capacidad de ser completamente redundante (nodos y comunicaciones) cuando la aplicación así lo requiera. Los componentes específicos a ser utilizados dependen de las funciones y del sistema operativo que se seleccione. Los nodos del sistema que trabajan bajo ambiente Microsoft Windows utilizan estaciones de trabajo o servidores basados en tecnología Pentium de 32-bits. Los nodos que trabajan bajo ambiente Linux utilizan estaciones de trabajo o servidores de tecnología Itanium de 64-bits. El servidor para datos históricos puede ser implementado con tecnología Microsoft SQL Server o Oracle como los motores de bases de datos relacionales. Software El ambiente de software provee de una plataforma abierta y distribuida a través de la cual las aplicaciones pueden, fácilmente, obtener los recursos que necesitan para lograr sus objetivos. Este ambiente se basa las utilidades del sistema operativo para mucho de sus servicios. Todos los sistemas operativos que se usan se basan en estándares abiertos. La base de datos del sistema Power TG utiliza un modelo relacional con múltiples tablas, las cuales contienen los registros, entradas y

2 campos. Estas tablas se combinan para formar la base de datos de tiempo real. La aplicación ScriptCalc del PowerTG es la herramienta primaria para el desarrollo de aplicaciones y programas Interfaz del Operador La interfaz primaria del operador es la consola gráfica. Los despliegues presentan la información al usuario. Se puede interactuar con el sistema Power TG y con la red eléctrica a través de cajas de diálogo y formas. Se pueden enviar comandos a través de los menues contextuales y ver los resultados rápidamente a través de las representaciones gráficas del sistema. El sistema Power TG contiene varias medidas de seguridad para impedir el uso inapropiado o no autorizado. En resumen, solo personal autorizado puede accesar el sistema. Cada usuario autorizado tiene un conjunto de características de seguridad asignado y solo podrá usar un elemento del sistema si estas características de seguridad asignadas corresponden a las requeridas por dicho elemento en el sistema. La interfaz de operación del sistema Power TG provee las siguientes características: X-Windows (Motif) Línea de comandos Capacidad para importar y exportar gráficos CAD y GIS. Rasterizador de imágenes vectoriales usando la función print-screen del sistema Windows Screen-saber usando la función del sistema Windows Al momento de su despacho de fábrica el Power TG ya contiene un conjunto completo de despliegues que permiten la realización de cualquier función SCADA. El sistema tiene la capacidad de construir despliegues de forma automática a medida que los datos de las RTU s y los dispositivos de campo se van introduciendo en la base de datos. Esto implica que el sistema se puede comenzar a operar un tiempo reducido y que solo es necesario construir una menor cantidad de despliegues. La capacidad de las ventanas ( windows ) junto con la alta resolución de las estaciones de trabajo modernas, proveen de un método económico y efectivo de visualizar múltiples gráficos al mismo tiempo. El sistema Power TG ofrece las siguientes facilidades: Todos los despliegues tienen una estructura de capas que utiliza gráficos vectoriales. Esta estructura soporta zooming con decluttering, panning y relación variable de aspectos. Soporte de imágenes rasterizadas y geográficas (permitiendo superposición de gráficos vectoriales) El subsistema de despliegues provee tres tipos de usuarios: Operaciones, Mantenimiento de datos y del Sistema Integración de objetos y diagramas dinámicos Todos los menues y las cajas de diálogo son contextuales Operación con o sin mouse Información a través de múltiples tipos de gráficos y formatos pre-establecidos Alto de grado de capacidad de adaptación para satisfacer las necesidades particulares de cada usuario Coordenadas globales Hasta 16 ventanas operacional concurrentes Capacidad de almacenamiento de arreglos complejos de ventanas para facilitar la operación y su posterior llamado por parte de los usuarios Capacidad ilimitada para redimensionamiento y cambio de forma de las ventanas (ej. minimizar, maximizar, etc.) en gráficos de planos coordenados Uso de sistemas de proyección Funciones de soporte al Operador Estas ayudan al Operador visualizar y comprender la información que presenta el sistema, a comunicarla a otros usuarios del sistema y a entender como utilizar el sistema. Las utilidades y funciones de ayuda al Operador expanden la efectividad de la interfaz de operación básica, ayudando a incrementar el desempeño de los usuarios. Estas incluyen: Tendencias

3 Varios tipos de formatos gráficos Diagramas unfilares por subestación, del sistema, tabulares, geográficos. Capacidad de adjuntar comentarios a elementos y/o eventos Una utilidad para facilitar el recordatorio de eventos importantes Utilidad para análisis de comunicaciones Utilidad para la generación de reportes Manejo de equipos extremos para proyección de gráficos y equipos de almacenamiento y registro de eventos Ayuda en-línea. Formatos capaces de trabajar con estos objetos Capacidad de manejo de comunicaciones a través de redes conmutadas (dial-up) Modo escucha Soporte para UTR satelitales Soporte para múltiples UTR s/dispositivo por estación y múltiples estaciones por UTR/dispositivo Soporte de protocolos estándares de la industria tales como (entre otros) DNP3, DNP3 sobre TCP/IP, IEC y IEC entre otros Escalabilidad - Capacidad de manejo de hasta 8192 RTU s Para que el sistema sea efectivo, la información debe ser presentada en formatos de fácil comprensión. Las funciones SCADA del sistema Power TG proveen despliegues tabulares de los puntos por subestación y despliegues de sumario general que muestran todos los puntos que cumplan con los criterios de selección establecidos (ej. normal, anormal, fuera de barrido, etc.). El sistema Power TG utiliza distintos tipos de puntos para mostrar la información del sistema eléctrico. Estos puntos se dividen en tres categorías principales: estatus o digitales, analógicos y acumuladores. Adquisición de Datos y Control Supervisorio Tradicionalmente, la adquisición de datos y el control supervisorio han sido funciones demandantes pero, al mismo tiempo, simples. La data se obtiene y los controles se realizan a través de las UTR s utilizando los protocolos de comunicación estándares de los fabricantes de los SCADA. Actualmente el uso de protocolos abiertos, DEI s, sistemas de automatización de subestaciones y redes multicapas implican un nuevo nivel de complejidad y un incremento en la demanda de las capacidades de las funciones de los SCADA, por lo que estos deben diseñarse tendiendo en cuenta las nuevas realidades. Las funciones adquisición de datos y control supervisorio del sistema Power TG han sido diseñadas teniendo en cuenta estas nuevas realidades y las siguientes características: Todos los puntos en el sistema son asignados a estaciones lógicas que típicamente están asociadas a las subestaciones físicas o otras entidades de la red eléctrica. Los atributos de la calidad de los datos se asocian a cada punto individualmente. Estos definen las características de los datos tales como la fuente y condiciones de dicha data. El sistema permite hasta 26 distintos tipos de códigos de calidad de los datos para describir condiciones tales como punto fuera de barrido, falla razonable, alarma inhibida, etc.. Se puede colocar una etiqueta ( tag ) a cualquier punto controlable. Esta etiqueta restringe el control sobre este punto o provee algún mensaje de importancia al operador. El sistema Power TG maneja hasta 16 distintos tipos de etiquetas. Diseño orientado a objeto

4 Una función de verificación pre-operacional le permite al usuario realizar pruebas permisivas sobre puntos controlables cuando la operación pudiese tener resultados dañinos o no deseados si no se cumplen con ciertas condiciones de operación pre-establecidas.. Alarmas y Eventos Se define una alarma como una circunstancia importante que requiere atención inmediata. El Power TG utiliza los atributos de llamada de atención de las alarmas para notificar a los usuarios de la ocurrencia de un incidente importante. Se define un evento como una circunstancia importante y el sistema Power TG lleva una lista cronológica de la ocurrencia de estos. Debido a que el sistema captura múltiples eventos diariamente, el sistema provee de herramientas de búsqueda y clasificación para permitirle al usuario extraer la información deseada. La capacidad de clasificación y filtrado de alarmas es de fundamental importancia para que los operadores puedan responder rápida y eficientemente a las condiciones cambiantes del sistema. El Power TG incluye una gran variedad de herramientas simples para clasificación y filtrado las que juntas proveen de una capacidad de manejo de alarmas extremadamente efectiva y flexible. Se pueden asignar hasta 16 niveles de prioridad para las alarmas. Las alarmas pueden ser inhibidas o habilitadas discretamente por dispositivo o punto de medición además de las diversas funcionalidades de de supresión de alarmas disponibles para el operador. Estas incluyen: Límites por estación temporal Alarmas maestro/esclavo Alarmas relacionadas con tiempo Modo normal y de disturbios Detección de rebotes en contactos Modo de pruebas de las UTRs Todos los despliegues de sumario de alarmas incluyen filtros rápida y fácilmente configurables por el operador, que le permiten mostrar solamente aquellas alarmas de interés. Secuencia de Eventos La aplicación de Secuencia de Eventos ( SOE ) es una función de sincronización temporal para todo el sistema de una alta exactitud. Le asigna una etiqueta de tiempo a los eventos con una resolución de milisegundos. Esta aplicación es de mucho valor para evaluar y comprender lo sucedido luego de un disturbio en el sistema. Desde el punto de vista del operador del sistema, todo parece suceder al mismo tiempo. Solo un registro de eventos con una resolución cronológica de milisegundos puede indicar la correcta secuencia de ocurrencia de los eventos. Cualquier punto de entrada puede ser definido como un punto SOE. A estos puntos se les asigna una marca de tiempo - a nivel de la UTR - cada vez que cambian de estado. La marca de tiempo tiene validez en todo el sistema con una resolución de ±10 ms. Los eventos son transmitidos a la estación maestra, en donde se colocan, en orden cronológico, en un buffer temporal para su posterior revisión, comentarios y posible almacenamiento definitivo. Mas de 2,000 eventos pueden ser colocados en cada buffer. Luego de almacenados pueden ser recuperados e impresos. El número de buffers que puede ser almacenado está solo limitado a la capacidad de disco duro disponible. Función para el Manejo de Dispositivos Esta función monitorea y registra el número de operaciones efectuadas para cada uno de los dispositivos seleccionados. Se reportan los datos como el número de operaciones como porcentaje de las operaciones requeridas antes de la realización de las labores de mantenimiento correspondiente. Los reportes pueden agrupar los dispositivos por tipo y por subestación. Esta aplicación permite la optimización de l programa de mantenimiento general de la empresa. Reporte de Interrupciones La función de reporte de interrupciones del sistema Power TG mantiene una lista de las interrupciones para cada circuito del sistema. Se mantienen la información sobre el tiempo, la fecha, duración, y la carga antes de la interrupción. El sistema también lleva control sobre el tiempo anual acumulado para cada circuito.

5 Luego de las tarifas bajas, la calidad del servicio es el requerimiento de mas alta prioridad que se puede ofrecer a los clientes. El primer paso en la prestación de este servicio es la eliminación o reducción de la duración de las interrupciones. Para lograr esto se requiere la medición de estas interrupciones. La capacidad de reporte del Power TG provee la información necesaria para evaluar el sistema y llevar a cabo los programas de mejoramiento necesarios. Herramientas del Usuario El Power TG es un sistema para el manejo de redes de potencia diseñado para trabajar en diferentes redes eléctricas. Provee de una gran capacidad y flexibilidad que incluye una serie de herramientas que permiten adaptar el Power TG a sus necesidades particulares. Estas incluyen: Manejador de Base de Datos Fuente (Source Database Builder): Se usa para definir y manejar la base de datos en tiempo real del Power TG utilizando las herramientas comunes de una base de datos de tipo relacional. Editor de Gráficos Interactivo: Para la creación de despliegues y gráficos ScriptCalc: El cual es la funcionalidad del Power TG que permite el desarrollo de aplicaciones

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