Ejemplo básico de comunicación entre una PMU y un PDC

Figura 1. Diagrama de secuencia entre una PMU y un PDC.

La comunicación entre una PMU (Phasor Measurement Unit) y un PDC (Phasor Data Concentrator) se da bajo el esquema Cliente – Servidor donde la PMU, que provee los datos, actúa como Servidor y el PDC, que solicita, recibe y procesa los datos, actúa como Cliente. El diagrama de secuencia mostrado en la figura 1 describe un proceso de comunicación simple entre una PMU y un PDC. En este diagrama se asume que todas las tramas transmitidas son correctas, es decir, no se verifica la integridad de la trama ni se piden retransmisiones.

Cuando el PDC envía el comando para iniciar la transmisión de datos, la PMU empieza a enviar los mensajes de datos. El PDC puede almacenar los datos, mostrarlos en pantalla como gráficos o caracteres, o enviarlos (actuando como cliente y servidor) a otro PDC, en cualquiera de estos casos el PDC utiliza el mensaje de configuración previamente recibido para interpretar los datos.

La presente simulación se realizó utilizando la herramienta de envío de tramas Hercules, el software para análisis de protocolos Wireshark y los mensajes de ejemplo que se encuentran en el estándar IEEE C37.118.2-2011.

En la figura 2 se aprecian los mensajes capturados por Wireshark utilizando el filtro synphasor. Inicialmente el PDC envía un mensaje de comando para apagar la transmisión de datos, esto en caso de que la PMU este enviando datos no solicitados en ese momento, luego el PDC envía un comando pidiendo la trama de configuración y la PMU se la envía, esta trama se muestra en la figura 3. Esto es esencial, siempre se debe solicitar primero la trama de configuración ya que sin esta es imposible interpretar cualquier tipo de datos enviados por la PMU.

Tramas de información sincrofasorial.
Figura 2. Tramas de información sincrofasorial.

Información de la trama de Configuración 2.

Figura 3. Información de la trama de Configuración 2.

Posteriormente el PDC puede o pedir la trama de cabecera o encender la transmisión de datos, en este caso se escoge pedir la trama de cabecera, la PMU la envía. El estándar no cuenta con un ejemplo para esta trama por lo cual esta fue estructurada para propósitos del ejemplo. En esta trama se envía el mensaje PMU_AXON como se aprecia en la figura 4.

Información de la trama de cabecera.

Figura 4. Información de la trama de cabecera.

Al recibirla, el PDC envía el comando para iniciar la transmisión de datos. En ese momento la PMU empieza a enviar tramas de datos a la tasa de reporte indicada en la trama de configuración, 30 fps. Esto en el caso real, en la simulación las tramas son enviadas manualmente utilizando Hercules. En este ejemplo se envían cuatro tramas de datos.

Como se aprecia en la figura 5, en el primer mensaje de datos se envían 4 fasores, 3 de voltaje y uno de corriente, la frecuencia, la ROCOF, las palabras analógicas y las digitales. La PMU detiene el envío de datos hasta que el PDC envía el comando para apagar la transmisión de datos.

Figura 5. Información de una trama de datos.
Figura 5. Información de una trama de datos.

 

El protocolo de comunicación sincrofasorial está diseñado para que las tecnologías que procesen información de sincrofasores no tengan que realizar procesos complejos que retrasen la transmisión de la información. La principal ventaja de los sistemas sincrofasoriales son sus elevadas tasas de reporte en tiempo real, de hasta 60 mensajes por segundo, y que cada mensaje transmitido viene con una estampa de tiempo asignada gracias a la sincronización de la PMU con el sistema GPS.  Con estas estampas de tiempo es posible identificar el lugar y momento exacto en que ocurrió un evento en la red eléctrica.

Artículo redactado por: Juan Carlos Vargas, Axon Group

2 thoughts on “Ejemplo básico de comunicación entre una PMU y un PDC

  1. Santiago Cordero says:

    Saludos, que buen aporte sobre los sincrofasores y el procedimiento de comunicación entre un PDC y un PMU.

    Quisiera saber si hay como hacer lo mismo con las tramas entre un IED cualquiera (medidor, control reconectador, relé, etc) conectado por Ethernet a un concentrador de datos. Aquí el protocolo que se usa es el DNP 3.0

    De antemano le agradezco por la atención prestada a la presente.

    • Axon Group says:

      Estimado Santiago,

      Muchas gracias por tu interés.

      Respecto a tu consulta, con referencia a los IED’s depende de la marca y referencia; Existen marcas que proveen equipos multifuncionales que pueden incorporan funciones de control, protecciones y sincrofasores. Por ejemplo SEL – 411L o Siemens SIPROTEC 7SA86. Por otro lado existen otros equipos en el mercado que incorporan esta funcionalidad como son GPS (Arbiter) y registradores de falla (GE Reason). Por lo cual se debe verificar el código de selección de equipo para comprobar si tienen la funcionalidad. Usualmente se dispone de un equipo exclusivo para la medida fasorial.

      Adicionalmente el protocolo definido para la integración de PMU a sistemas PDC es IEEE C37.118.

      Esperamos que nuestra respuesta aclare sus inquietudes.

      Saludos
      Equipo Axon Group

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