Monitoreo y Evaluación de la Dinámica de Sistemas Eléctricos, Basados en Medición Sincronizada de Fasores 2. Fundamentos de la Tecnología, Estandarización y Normas Prof. Ildemar C. Decker, D.Sc. Universidade Federal de Santa Catarina UFSC Laboratório de Planejamento de Sistemas de Energia Elétrica LabPlan Florianópolis, SC Brasil E-mail: ildemar.decker@ufsc.br Florianópolis, 29/06/2022
Temario Parte 1: Fundamentos de la tecnología Definición de Fasor y de Sincrofasor Cálculo de Sincrofasores GPS PMU Centro de Control Canales de Comunicación PMU PMU PMU PDC Parte 2: Estandarización y Normas Hitos principales Clases de PMU y requisitos de desempeño Pruebas de conformidad Estandarización de la comunicación de datos Subestación Subestación 1
Fundamentos de la tecnología Fasor La forma de onda senoidal es definida como: Su representación, como un fasor, es: Donde:» La magnitude es el valor rms (root-mean-square) de la forma de onda: ;» r e i representan las partes real e imaginaria del valor complejo en componentes rectangulares;» El valor de depende de la escala de tiempo (particularmente para t = 0);» El fasor es definido para la frecuencia angular. 2
Fundamentos de la tecnología Fasor Ilustración: x( t) = onde X max X = cos( ω t X max 2 0 + φ) X φ Sincofasores 3
Fundamentos de la tecnología Sincrofasor El sincrofasor del señal en la ecuación es representado como el valor en la ecuación, donde es el ángulo de fase instantáneo, relativo a la función coseno, en la frecuencia nominal del sistema, sincronizado a partir del sistema Universal Time Coordinated (UTC). Relación entre el ángulo de fase y la hora UTC. 4
Fundamentos de la tecnología Sincrofasor Rotación La cosenoide se muestra a continuación: xx tt = XX mm cccccc ωωωω + φφ = XX mm cccccc 2ππff 0 tt + φφ donde ff 0 es la frecuencia angular nominal del sistema (50 Hz o 60 Hz), directamente representada por el fasor en XX = XX rr + jjxx ii. En el caso general, la amplitud XX mm y la frecuencia ff son funciones del tempo. xx tt = XX mm (tt) cccccc 2ππ ff(tt)dddd + φφ Se puede definir la función gg = ff ff 0, donde ff 0 es la frecuencia nominal e gg es la diferencia entre las frecuencias actual e nominal (gg tt = ff tt ff 0 ). 5
Fundamentos de la tecnología Sincrofasor Rotación La cosenoide puede ser reescrita como: xx tt = XX mm (tt) cccccc 2ππ ffffff + φφ = XX mm (tt) cccccc 2ππ (ff 0 + gg)dddd + φφ = XX mm (tt) cccccc 2ππff 0. tt + 2ππ gggggg + φφ La representación del sincrofasor, para la forma de onda, se muestra a continuación: XX(tt) = (XX mm (tt)/ 2)eejj(2ππ ggggtt+φφ) Para el caso especial donde es constante y es un offset constante de la frecuencia nominal, se obtiene gg tt dddd = ffffff = ffff El sincrofasor tiene entonces la siguiente representación simplificada: XX = (XX mm / 2)ee jj(2ππ ffff+φφ) Hay una rotación a una tasa constante, que representa la diferencia entre la frecuencia nominal del sistema y la frecuencia instantánea (fuera de la nominal). 6
Fundamentos de la tecnología Sincrofasor Rotación El concepto analíticamente demostrado en las diapositivas anteriores, es ilustrado en la figura. Una frecuencia fuera de la nominal es observada en intervalos sfsfsfsfsfsfsfsfsfsfsfsfaiiiiiisfsfaf, donde fsfasfsfasf. Una senoide con una frecuencia dgdgd es observada en instantes que son sfs segundos separadamente. O ângulo de fase φφ aumenta uniformemente em relação à diferença de frequência (ff ff 0 ). 7
Fundamentos de la tecnología Sincrofasor Rotación Muestreo de una sinusoide en una frecuencia fuera de la nominal: 8
Fundamentos de la tecnología Sincrofasor Ejemplo Señal sinusoidal con amplitud de 1pu y frecuencia de 62Hz: Fasor gira con una tasa de 2Hz: ângulo do sincrofasor 180 140 100 60 ângulo (graus) 20 0-20 -60-100 -140-180 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 tempo 120 t=0s 90 1 60 120 t=0,033s 90 1 60 120 t=0,066s 90 1 60 150 30 150 30 150 30 180 0 180 0 180 0 θθ = 360 ff tt 210 330 210 330 210 330 240 270 300 240 270 300 240 270 300 9
xx tt = XX mm cccccc ωωωω + φφ Fundamentos de la tecnología Frecuencia, tasa de variación (ROCOF) Tasa de variación de frecuencia (Rate Of Change Of Frequency ROCOF): Dado el señal: xx tt = XX mm cos ψψ tt La frecuencia es: ff tt = 1 ddψψ tt 2ππ dddd La ROCOF es: RRRRRRRRRR tt = dddd tt dddd Sincrofasores se procesan en relación a la frecuencia nominal del sistema.» Si el argumento del coseno es: ψψ tt = ωω 0 tt + φφ tt = 2ππff 0 tt + φφ tt = 2ππ ff 0 tt + φφ tt 2ππ» Las fórmulas de la frecuencia y de la ROCOF son: 10
Cálculo de Sincrofasores Vista esquemática de las cantidades de entrada y salida 11
Cálculo de Sincrofasores Realizado, en general, a partir del cálculo de la Transformada Discreta de Fourier (DFT - Discrete Fourier Transform), después de la conversión A/D (analógico/digital), de las magnitudes tensión y corriente. A DFT extrae la componente fundamental de la señal. Fasor: XX rr + jjxx ii = 2 NN NN xx kk cos kk 2ππ NN jj sin kk 2ππ NN kk=1 donde: XX = XX rr 2 + XX ii 2 φφ = arctan XX ii XX rr N es el número de amuestras Fonte: Phadke 12
Cálculo de sincrofasores Fuga espectral Frecuencia Nominal: Frecuencia fuera de la Nominal: El cálculo de fasores, para las frecuencias fuera de la nominal, genera un error acumulativo conocido como la fuga espectral. Lyons, 2004 13
Cálculo de sincrofasores Fuga espectral Si el período de la señal es múltiplo entero del tamaño de la ventana, no se produce fuga espectral Por ejemplo: Señal: 0,25Hz, período 4s e 0,8Hz, período 1,25s. Suponiendo una ventana de 20s, ambas señales serán múltiplos enteros.» 0,25Hz 5 x 4 = 20s» 0,8Hz 16 x 1,25s = 20s Por lo tanto, las frecuencias serán determinadas correctamente. 1.5 Sinal Original Sinal1 1 0.5 0-0.5-1 -1.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 14
Cálculo de sincrofasores Fuga espectral Ilustración del efecto de la fuga espectral. Para una ventana de 10s: 0,25Hz 2,5 x 4 =10s (fuga esp.) 0,8Hz 8 x 1,25 = 10s Para una ventana de 8s: 0,25 2 x 4 = 8s 0,8Hz 6,4 x 1,25 = 8s (fuga esp.) CONCLUSIÓN: Al calcular el fasor, la frecuencia del sistema no será constante de 60Hz, por lo tanto el algoritmo debe hacer el tratamiento. 15
Ilustración de Sincrofasores Sistema 3φφ, 60Hz amplitud de 1pu Ventana de la DFT en 60Hz 16
Ilustración de Sincrofasores Sistema 3 φφ, 59Hz amplitud de 1pu Ventana de la DFT en 60Hz Modulo oscilatório e variação do ângulo de fase. 17
Ilustración de Sincrofasores Sistema 3φφ, 57Hz amplitud de 1pu Fasor gira con frecuencia de 3Hz 18
Cálculo de sincrofasores Comentarios Señal fuera de la frecuencia nominal: Produce fuga espectral; Genera comportamiento oscilatorio del módulo del fasor de las cantidades de fase; Produce variación en el ángulo de fase; El comportamiento oscilatorio en el módulo del fasor y en la frecuencia instantánea es eliminado en los fasores de secuencia positiva; Varias medidas se pueden implementar para corregir este error, y los resultados dependen de la opción adoptada. Por lo tanto, es esencial establecer requisitos de funcionamiento y procedimientos de verificación para las PMUs. 19
Parte 2: Estandarización y Normas Hitos principales Clases de PMU y requisitos de desempeño Pruebas de conformidad Estandarización de la comunicación de datos
Estandarización y Normas Hitos principales Norma IEEE 1344-1995: Primera especificación exclusiva para sistemas de medición fasorial sincronizada en subestaciones; Establece formatos de datos y requisitos de sincronización para la transmisión de datos entre varias fuentes y diferentes sistemas de medición. Norma IEEE C37.118-2005: Define: sincrofasores, sincronización temporal, etiquetas de tiempo, y el concepto de Error Vectorial Total (TVE Total Vector Error); Establece requisitos de desempeño para PMU em régimen permanente» TVE máximo de 1%; Tasas de transmisión de hasta 30 FPS (frames per second); Revisa los patrones de transmisión de datos, estableciendo nuevos formatos para el envío de mensajes; Etiquetado de tiempo en el centro de la ventana de datos. 21
Estandarización y Normas Hitos principales Norma IEEE C37.118.1/2-2011 (revisión de la versión de 2005) Separación en dos partes: Parte 1: IEEE Standard for Synchrophasor Measurements for Power Systems» Cobertura del proceso de medición de los sincrofasores Parte 2: IEEE Standard for Synchrophasor Data Transfer for Power Systems» Cobertura del proceso de transferencia (comunicación) de los datos de sincrofasores 22
Estandarización y Normas Hitos principales Norma IEEE C37.118.1-2011: Definición de sincrofasor, frecuencia y tasa de variación de frecuencia; Definición del TVE (Total Vector Error), FE (Frequency Error) e RFE (Rate of Change of Frequency Error); Tasas de transmisión de hasta 60 FPS (frames per second); PMUs clase M (aplicaciones de medición) y PMUs clase P (protección y control); Conformidad comprobada por pruebas de régimen permanente y régimen dinámico;» Establece limites para TVE, FE e RFE» Definición de tiempo de atraso, tiempo de respuesta e latencia. 23
Estandarización y Normas Hitos principales Norma IEEE C37.118.2-2011: Formato de frames igual que en la versión de 2005; Algunos cambios en campos específicos de los frames de dados;» Definición de bits con uso reservado en la versión de 2005 (PMU Time Quality en el campo STA); Inclusión de un tercero tipo de frame de configuración (CFG3);» Agrega más información de configuración;» Frame opcional. 24
Estandarización y Normas Hitos principales Norma IEEE C37.118.1a-2014: Amendment 1: Modification of Selected Performance Requirements ;» Revisa limites muy restrictivos establecidos en la versión 1-2011;» No es una norma por sí sola; debe considerarse conjuntamente con la versión de 2011; Corrige inconsistencias e altera requisitos establecidos en la versión anterior:» Corrige errores ortográficos;» Mejora la aclaración del texto;» Cambia los requisitos de FE y RFE;» Corrige las pruebas de rampa y latencia. AGOSTINI, M. N.; ZIMATH, S.; ALVES JR., J. E. R. et al. Ensaios de PMU de Acordo com a Norma IEEE C37.118.1-2011. In: XXII Seminário Nacional de Produção e Transmissão de Energia Elétrica SNPTEE. Brasília, DF, Outubro de 2013. 25
Estandarización y Normas Hitos principales Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Ed. 1.0 2018/12: Estandarización IEC/IEEE para sincrofasores; Modificaciones textuales para aclara definiciones.» Sin embargo, sin cambios conceptuales relevantes; Permite al fabricante elegir por una o más tasas de envió de sincrofasores; Expande las opciones de tasas (FPS), agregando opciones de 100 e 120 FPS; Mismas pruebas y requisitos para régimen estacionario y dinámico;» Nota: Se eliminó la prueba de variación de ángulo. 26
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 TVE Total Vector Error Evaluación de la medición sincrofasorial: Incluye las diferencias de magnitud y de fase conjuntamente; Expresa la diferencia entre la medición realizada por la PMU y un sincrofasor de referencia. donde: valores medidos (real e imaginario) valores de referencia (real e imaginario) 27
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 TVE Total Vector Error Criterio: TVE de 1%: Error máximo de 1% en magnitud, sin error de fase Error máximo de 0,573º en fase, sin error de magnitud 28
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 TVE Total Vector Error Error debido al ángulo de fase: Error debido al módulo: 29
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 TVE Total Vector Error Error debido al tiempo: Error de sincronía de 31,83 μs (50 Hz) TVE = 1% 30
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 TVE Total Vector Error TVE en función de la magnitud, para TVE en función de la fase, para varios errores de fase: varios errores de magnitud: 31
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Frecuencia y su tasa de variación (ROCOF) Definición de frecuencia velocidad angular de sistema de CA: Derivada primera del ángulo de tensión de secuencia positiva ff (tt) = 1 dθθ tt = ff 2ππ dtt oo + 1 dφφ tt 2ππ dtt En la práctica: ff = θθ tt θθ tt 1 360 frames por segundo (FPS).. tttttttt Hz, com θθ dado em graus e taxa em Definición de tasa de variación de frecuencia Aceleración angular del sistema de CA: Rate Of Change Of Frequency ROCOF Derivada segunda del ángulo de tensión de secuencia positiva RRRRRRRRFF (tt) = dff tt dtt = 1 d 2 θθ tt 2ππ ROCOF = ( f ) [ ] dtt. Hz/s 2 t ft 1 taxa 32
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Frecuencia y su tasa de variación (ROCOF) Frequency Error FE [Hz]: FFFF (nn) = ff mmmmmmmmmmmm(nn) ff rrrrrr.(nn) Rate of change of Frequency Error RFE [Hz/s]: RRRRRR (nn) = ddff (tt) dddd ddff (tt) mmmmmmmmmmmm(nn) dddd rrrrrr.(nn) 33
Sincronización Temporal de las Mediciones Requisitos de la Fuente de Sincronización: Altamente fiable y precisa; La precisión temporal debe atender a los requisitos de las aplicaciones. Estimaciones para los sistemas de 60 Hz: Error temporal de 1μs error de 0,022 grados; Error temporal de 1ms error de 21,6 grados. Relógio GPS Fuente de Sincronización: Global Navigation Satellite System (GPS, GLONAS, etc. PMU 34
Sincronización en Instalaciones Distribución de la señal de sincronismo: El objetivo es sincronizar varios equipos de una misma instalación. Protocolos de tempo: El estándar IRIG-B del grupo IRIG (American Inter Range Instrument Group) es el más utilizado em sistemas eléctricos:» IRIG-B demodulado (señal TTL);» Redes propias de distribución de IRIG-B (cableado eléctrico o de fibra óptica). Tendencia: PTP (Precision Time Protocol - IEEE 1588):» Estándar de tiempo para SE digitales;» Mismo orden de precisión del IRIG-B;» Distribuido a través de la red Ethernet (Process bus). 35
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Sincronismo Precisión del sincronismo: Relojes GPS operando con señal IRIG-B o PTP normalmente poseen una precisión superior a 1 µs. Cálculo de la precisión angular (50 Hz): 360 grados 1/50 s x 1 µs x = 0,018 grados eléctricos Obs: Protocolos de sincronismo a través de redes Ethernet: NTP Network Time Protocol» NTP en redes Ethernet posee una precisión del orden de 10 ms 180 grados!» NTP no es suficiente para la medición fasorial! PTP Precision Time Protocol (IEEE 1588)» Precisión superior a 1 µs» PTP es adecuado para la medición fasorial! 36
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Tasas de transmisión y clases de PMU Tasas de transmisión de sincrofasores:» El equipo debe declarar qué tasas cumplen con el estándar;» Tasas menores que 10 FPS no están sujetas a los requisitos de desempeño dinámico. Dos clases de desempeño: Clase P:» Planeada para aplicaciones que requieran un atraso menor (protección, control), con requisitos menos exigentes de errores de medición. Clase M:» Planeada para aplicaciones que requieran errores menores de medición, permitiendo un atraso mayor. 37
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Pruebas de conformidad Pruebas de Régimen Permanente Variación en niveles de frecuencia Variación en niveles de magnitud (tensión y corriente) Distorsión harmónica Señales fuera de banda (Out-ofband OOB) Pruebas de Régimen Dinámico Modulación (ancho de banda) Rampa de frecuencia Escalones de magnitud y de fase Atraso 38
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Requisitos de régimen permanente (TVE) 39
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Requisitos de régimen permanente 40
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Prueba de OOB x Prueba de modulación OOB: Verifica la capacidad de la PMU de rechazar señales de componentes espectrales con frecuencia fuera de la banda pasante La banda pasante ff depende da frecuencia nominal ff 0 y de la tasa de muestreo de sincrofasores FF SS : ff ff 0 < FF SS 2 ff 0 FF SS < ff < ff 2 0 + FF SS 2 Ex: ff 0 = 50 Hz ; FF SS = 50 FPS 25 Hz < ff < 75 Hz Componentes espectrales con frecuencia fuera de la banda pasante resultan de frecuencias de modulación por encima de la frecuencia de Nyquist FF SS de la tasa de muestreo de sincrofasores 2 Esto causa aliasing!!!!! 41
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Prueba de OOB x Prueba de modulación Modulación: Verifica la capacidad de la PMU de aceptar señales de componentes espectrales resultantes de frecuencias de modulación de interés La franja de frecuencias de modulación de interés depende de la tasa de muestreo de sincrofasores: Se modulan de forma independiente las magnitudes y las fases de los sincrofasores aplicados a la PMU, verificando si tales frecuencias de modulación están presentes en los sincrofasores medidos, con errores por debajo de ciertos limites 42
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Prueba de OOB x Prueba de modulación OOB y modulación son pruebas complementarias Definen una franja de frontera entre las franjas de frecuencia de cada prueba Mientras más estrecha sea la franja de frontera, más sofisticada y costosa es la filtración Mientras más pequeña sea la tasa de muestreo, mayor es la exigencia de desempeño Tasas más bajas reducen los beneficios de la medición fasorial Mayor exigencia de desempeño x menor beneficio?!?!?! Más detalles en:» AGOSTINI, M. N.; PIRES, A.; DALMAS, M. et al. Análise e Simulação do Desempenho Dinâmico de PMU Frente a Testes da Norma IEEE C37.118.1-2011. In: XXIII Seminário Nacional de Produção e Transmissão de Energia Elétrica SNPTEE. Foz do Iguaçu, PR, Novembro de 2015. 43
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Prueba de rampa de frecuencia Verifica la capacidad de la PMU de reproducir una rampa linear de frecuencia 44
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Prueba de escalón de magnitud y de fase Verifica el tiempo de respuesta, el tiempo de retraso e el overshoot de la PMU. Tiempo de respuesta: Período de tiempo que un error determinado (TVE, FE o RFE) tarda en volver a estar debajo de un determinado límite, después de la aplicación del escalón; No depende del instante de aplicación del escalón. 45
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Prueba de escalón de magnitud y de fase Tiempo de retraso: Período de tiempo que la magnitud variada (magnitud o fase) tarda en alcanzar la mitad del valor del escalón aplicado Depende del instante de aplicación del escalón. 46
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Prueba de escalón de magnitud y de fase Módulo de Tensão - Seq.Positiva - Curva Detalhada Medición fasorial parece ser "no-causal"... 1.1 1.08 RPV-311 Sinal Ref. Característica de mediciones basadas en cálculo en ventanas" (FFT) Tensão (pu) 1.06 1.04 1.02 1 560 570 580 590 600 610 620 630 640 Tempo (pontos) 47
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Prueba de escalón de magnitud y de fase Requisitos de desempeño 48
Norma IEC/IEEE 60255-118-1 Prueba de latencia Verifica el tiempo que la PMU tarda en facilitar un frame de datos: Comparación entre la etiqueta de tiempo del frame con el instante de tiempo en el que el frame está disponible en su interfaz de salida. Debe verificar el valor de latencia más alto en un período de medición de 20 minutos. Precisión debe ser de 0,002 s 49
Respuestas en Régimen Dinámico PMUs clase P y clase M Caso de caída de tensión PMU UNIFAP 09/03/2021 10:10:05 Fase C: Diferencias entre las mediciones de las PMUs: Por las características de los filtros. Observado en las transiciones. 50
Respuestas en Régimen Dinámico PMUs clase P y clase M Caso de caída de tensión PMU UNIFAP 09/03/2021 10:10:05 Fase C: Adelanto del evento, en relación al valor RMS, verificado a partir del instante de tiempo y la amplitud de tensión. Razones? Numero de ventanas de calculo de los fasores y filtros. 51
Respuestas en Régimen Dinámico PMUs clase P y clase M Caso de caída de tensión Caso UNIFAP 09/03/2021 10:10:05 Fase B: Característica do filtro de referência para PMUs P: comprimento de 2 ciclos Menor nº de amostras utilizadas na janela de cálculo de um fasor. Menor impacto de amostras do evento no módulo do sincrofasor calculado. Posicionamento central da estampa de tempo na janela de cálculo do fasor. Medida pode representar a ocorrência do evento em um instante de tempo adiantado, em relação ao seu instante de tempo inicial. 52
Respuestas en Régimen Dinámico PMUs clase P y clase M Caso de caída de tensión Caso UNIFAP 09/03/2021 10:10:05 Fase B: Característica do filtro de referência para PMUs M: comprimento de 10 ciclos Maior nº de amostras utilizadas na janela de cálculo de um fasor. Maior impacto de amostras do evento no módulo do sincrofasor calculado. Posicionamento central da estampa de tempo na janela de cálculo do fasor. Medida pode representar a ocorrência do evento em um instante de tempo adiantado, em relação ao seu instante de tempo inicial. 53
Estandarización de la Comunicación de Datos Norma IEEE C37.118.2-2011 Cuatro tipos de frames (paquetes): Datos: Contiene las mediciones realizadas por la PMU; Configuración: Contiene la configuración de las PMUs para la correcta comprensión de los paquetes de datos; Cabecera: contiene información descriptiva de la PMU; Comando: contiene los códigos de comando para las PMU (frames enviados por el PDC). PMU Vabc, Iabc 54
Estandarización de la Comunicación de Datos Norma IEEE C37.118.2-2011: Frames de configuración Los frames de CFG son necesarios para comprender los frames de datos. Sin un CFG, los frames de datos no se pueden interpretar. Hay tres tipos: CFG-1: Indica la capacidad total de la PMU, independientemente de su configuración actual; CFG-2: Indica la configuración de operativa actual de la PMU; CFG-3: Igual que CFG-2, pero con campos extendidos. CFG-1 no se utiliza en la práctica! Equipos con diferentes combinaciones de configuración. CFG-3 agregado en la versión 2011 como opción. Contiene más información que CFG-2 (ex.: nombres extendidos). 55
Estandarización de la Comunicación de Datos Norma IEEE C37.118.2-2011: Frames CFG-1 e CFG-2 56
Estandarización de la Comunicación de Datos Norma IEEE C37.118.2-2011: Frames de datos Secuencia de bytes: Sequência de bytes: Nota: El IDCODE identifica el flujo de datos, no el dispositivo (PMU o PDC);» Los IDCODE no son necesariamente únicos en un SMSF; Un valor de FREQ y un de DFREQ por PMU;» También se la PMU monitorea más de un circuito o barra; Posibilidad de envío de valores escalares diversos (ex.: transductores, forma de onda, etc.) en el paquete de datos de la PMU; Una etiqueta de tiempo por frame de datos 57
Estandarización de la Comunicación de Datos Norma IEEE C37.118.2-2011: Frames de datos 58
Estandarización de la Comunicación de Datos Norma IEEE C37.118.2-2011: Etiquetas de tiempo Los frames de datos deben ser etiquetados con el tiempo UTC correspondiente; Referencia siempre en UTC, independiente del fuso horario. Etiquetas de tiempo formadas por 3 partes: SOC (Second Of Century): número entero de segundos desde 00:00:00 de 01/01/1970; FRACSEC (FRACtion of SECond): número entero, contador de frames dentro de un segundo; MSG_TQ (MeSsaGe Time Quality): flag de calidad de la etiqueta de tiempo. FRACSEC debe ser cero en los cambios de segundo. Parámetro TIME_BASE: resolución del FRACSEC (entero): FRACSEC tempo = SOC + TIME _ BASE 59
Norma IEEE C37.118.2-2011: Frames de Datos Message Time Quality (MSG_TQ) Error de tiempo del dispositivo que envía el frame de datos (PMU o PDC) 0000 se está LOCKED (Bloqueado) Bits 31-24 del campo FRACSEC Había en la Norma IEEE C37.118-2005 60
Norma IEEE C37.118.2-2011: Frames de Datos Message Time Quality (MSG_TQ) 61
Norma IEEE C37.118.2-2011: Frames de Datos PMU Time Quality (PMU_TQ) Error de tiempo de cada PMU específica. Indica la calidad del sincronismo incluso con la PMU en locked. El valor 000 indica el cumplimiento con la versión 2005 del estándar solamente. Bits 08-06 del campo STAT: Nuevo en la versión 2011 de estándar! Eran bits reservados en la versión de 2005. 62
Norma IEEE C37.118.2-2011: Frames de Datos PMU Time Quality (PMU_TQ) 63
Norma IEEE C37.118.2-2011: Frames de Datos MSG_TQ x PMU_TQ Message Time Quality (MSG_TQ) Indica un reloj que se sale del locked (sin referencia). Resolución de 4 bits. La información se pierde en la agregación de datos. PMU Time Quality (PMU_TQ) Indica la calidad de la sincronización de la PMU, esté en locked o no. Resolución de 3 bits. La información se conserva con los datos fasoriales de cada PMU. Nota: Cuando la PMU está unlocked, ambos os campos indican la misma información, pero con diferentes resoluciones. 64
Muchas Gracias! Ildemar Cassana Decker Laboratório de Planejamento de Sistemas de Energia Elétrica LabPlan Departamento de Engenharia Elétrica EEL Centro Tecnológico CTC Universidade Federal de Santa Catarina UFSC E-mail: ildemar.decker@ufsc.br o ildemar.decker@gmail.com 65
Referencias 1. IEEE std. 1344. IEEE Standard for Syncrophasors for Power Systems. 1995. 2. IEEE std. C37.118. IEEE Standard for Syncrophasors for Power Systems. 2005. 3. IEEE std. C37.118.1. IEEE Standard for Synchrophasor Measurements for Power Systems. 2011. 4. IEEE std. C37.118.2. IEEE Standard for Synchrophasor Data Transfer for Power Systems. 2011. 5. IEEE std. C37.118.1a. IEEE Standard for Syncrophasors Measurement for Power Systems. 2014. 6. IEC/IEEE std. 60255-118-1. Measuring relays and protection equipment Part 118-1: Synchrophasor for power systems Measurements. Edition 1.0 2018-12. 7. PHADKE, A.G.; THORP, J. S. Synchronized Phasor Measurements ans Their Applications. New York: Springer, 2008. 8. AGOSTINI, M. N. et. al. Ensaios de PMU de Acordo com a Norma IEEE C37.118.1-2011. XXII Seminário Nacional de Produção e Transmissão de Energia Elétrica SNPTEE. Brasília, DF, out. 2013. 9. AGOSTINI, M. N. et. al. Análise e Simulação do Desempenho Dinâmico de PMU Frente a Testes da Norma IEEE C37.118.1-2011. XXIII Seminário Nacional de Produção e Transmissão de Energia Elétrica SNPTEE. Foz do Iguaçu, PR, nov. 2015. 10. LYONS, R. G. Undertanding Digital Signal Processing. 2nd ed. Upper Saddle River: Prentice-Hall, 2004. 66