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Laboratorio de validación de IEDs y sistemas de automatización de la red eléctrica

 

Dirección:

Parque Empresarial Dinamiza, Avda. Ranillas 3D, 1ª Planta, 50018 Zaragoza
Fecha: 24/01/2023

Contacto:

Jesús Torres
876 55 56 43
jtorres@fcirce.es
Parque Empresarial Dinamiza, Avda. Ranillas 3D, 1ª Planta, 50018 Zaragoza

Presentación

Ubicación: Parque Empresarial Dinamiza, Avda. Ranillas 3D, 1ª Planta, 50018 Zaragoza
Descripción:El laboratorio de validación y homologación de IEDs y protocolos de comunicación permite realizar ensayos de laboratorio en tiempo real para el estudio de la interacción de equipos inteligentes con la red eléctrica. Estos ensayos permiten obtener información sobre el comportamiento de un equipo inteligente y su interacción con la red ayudando a su desarrollo, depuración y validación de forma previa a la comercialización
Admite visitas: Si
Función Microred: Si [2]
Función en isla: Si

TIPO DE SERVICIOS:
  • Laboratorio
  • Laboratorio y Entorno Real
  • Plataforma de Ensayos y Laboratorio de prueba
  • Laboratorio y Centro de Investigación

El laboratorio de validación y homologación de IEDs y protocolos de comunicación permite realizar ensayos de laboratorio en tiempo real para el estudio de la interacción de equipos inteligentes con la red eléctrica. Estos ensayos permiten obtener información sobre el comportamiento de un equipo inteligente y su interacción con la red ayudando a su desarrollo, depuración y validación de forma previa a la comercialización

 

Además, el laboratorio está equipado para dar servicio a una de las líneas de innovación de CIRCE asociada a sus líneas de trabajo en protecciones y control de subestaciones: los sistemas de automatización basados redes digitales e IEC 61850. Para ello, contiene todo el equipamiento necesario para montar pilotos de SAS con estas tecnologías (equipos de comunicación LAN, protecciones de diversos fabricantes, servidores de control, etc.) y validarlos (clientes y software de comunicaciones 61850, dispositivos de prueba con interfaces IEC 61850, analizadores de mensajes, etc.).

Además de los recursos materiales que forman el entorno de pruebas de equipos de protección, telecontrol y telecomunicaciones en subestaciones, el laboratorio cuenta con desarrollos que lo completan para una mayor versatilidad en entornos de innovación de la industria, como son:

  • Modelos de control de renovables (PV y FCWT) que implementan el control de secuencia negativa del código de red de Julio de 2020 para hacer estudios de respuesta de relés ante faltas en redes de distribución y transporte
  • Estructura montada con RTDS para enviar mensajes SV y GOOSE a una plataforma (PC Windows) y recibir notificaciones de vuelta, con lo que permite desarrollar y programar en código C algoritmos de protección y comprobar su comportamiento sin necesidad de estar implementados en un relé de protección.
  • Algoritmos de protección propios desarrollados en proyecto EU: MIGRATE, FARCROSS, FLEXIGRID.
  • Experiencia en la programación de algoritmos de protección sobre un hardware genérico (Laptop, PC industrial)
  • Herramienta propia de pruebas a protecciones en SAS digitales.  
  • Testbooks desarrollados, Especificaciones Funcionales
  • Laboratorio WAMPAC
  • Módulos software portátiles de emulación de canales de comunicaciones y perturbaciones WAN.
  • Módulos software de encapsulamiento y tunelización de mensajes de control y automatización a través de redes WAN.
  • Control, automatización y comunicaciones según la norma IEC 61850.
  • Configuración y validación del comportamiento IEC 61850 en IEDs de control y protección.
  • Montaje y pruebas de redes LAN para subestaciones y Smart Grids.
  • Definición y prueba de procesos de ingeniería SCL e interoperabilidad 61850.
  • Prueba de servicios avanzados sobre redes LAN (configuraciones de ciberseguridad, servicios de telegestión, etc.)
  • Simulación y estudio de efecto de canales de comunicaciones WAN en sistemas de protección y control de la red. Estudio de canales de comunicación dedicados.
  • Automatización de pruebas de equipos de protección y control con maletas de inyección (OMICRON) y equipo de simulación en tiempo real (RTDS)
  • Modelado de redes para estudio de comportamiento de equipos bajo fenómenos transitorios.
  • Prueba de efecto de saturación de transformadores de medida sobre el funcionamiento de relés de protección.
  • Efecto de transitorios de arranque y parada de los convertidores, energización de líneas, conexión de generadores…
  • Estudio de potenciales riesgos para la red eléctrica ante la conexión de un nuevo equipo.
  • Reproducción de incidentes.
  • Programación y prueba de funcionalidades de protección tanto en hardware de fabricante como en plataforma
  • Diseño y ensayo de procedimientos de operación en instalaciones industriales 
  • Otros fenómenos transitorios concretos a definir con el cliente.

[1] Se entiende por potencia gestionada aquella que es capaz de gestionar el control de la infraestructura. En laboratorios sin equipos físicos (simuladores, sistemas) este campo no aplica.
[2] Existe función microrred si se tienen en la misma ubicación cargas, generadores y, opcionalmente, almacenamiento, con una gestión integrada del conjunto.
 
 

EQUIPOS

Equipos de consumo

Tipo de carga

Nivel Tensión

Potencia

Tipo conexión

Cargador rápido de vehículo eléctrico con protocolo CHAdeMO (modo 4)

Vin: 400 Vac

Vout: 500 Vdc

50 kW

 

Cargador rápido V2X de vehículo eléctrico con protocolo CHAdeMO

Vin: 400 Vac

Vout: 500 Vdc

22 kW

 

Cargador AC (modo 3)

 

1 de 22 kW

1 de 3.7 kW

 

1 vehículo eléctrico

(Mitsubishi I-Miev)

CHAdeMO   230 Vac

 

 

Resistencias

400 Vac

120 kW

 

Resistencias

500 Vdc

62.5 kW

 

4 Sistema de transferencia por inducción

 

50 kW

 

Sistema de transferencia por inducción

 

100 kW

 

3 Motores Asíncronos

Jaula de ardilla

230/400 Vac

2 de 22 kW

y 1 de 90 kW

Convertidor

2 motores de CC

230/400 Vac

4 kW y 10 kW

Rectificador

Emulador de Carga

230/400 Vac

35 kW

Back to Back de IGBT’s
 

Equipos de almacenamiento

Tecnología de almacenamiento

Nivel Tensión

Potencia

Energía

Tipo conexión2

Baterías de ion-litio

48 V

10 kW

12 kWh

Convertidor DC/AC

Baterías de Plomo - acido

48 V

10 kW

18.6 kWh

Convertidor DC/AC

 

 

Equipos de control de potencia

Electrónica de potencia:

 

Tipo

Nivel Tensión

Potencia

2 Convertidores Back to Back de 4 ramas

230/400 Vac

35 kW

Inversores VSI

400 Vac

700 – 1100 Vdc

5 de 50 kW

1 de 100 kW

1 de 22 kW

Convertidor resonante DC/AC en SiC para PV

230 Vac

1 kW

 

Generadores de señal de red:

 

Tipo

Nivel Tensión

Potencia

2 Convertidores Back to Back de 4 ramas

230/400 Vac

35 kW

 

Equipos de control de generación

Tecnología de generación

Nivel Tensión

Potencia

Tipo conexión2

Tecnología de generación

Nivel Tensión

Potencia

Tipo conexión2

2 Bancadas de generación asíncrona jaula de ardilla

230/400 Vac

Bus DC: 700 V

22 kW

Back to Back de IGBT’s

2 Bancadas de generación asíncrona jaula de ardilla

230/400 Vac

Bus DC: 700 V

90 kW

Back to Back de IGBT’s

2 Bancadas de generación asíncrona jaula de ardilla

230/400 Vac

Bus DC: 700 V

35 kW

Back to Back de IGBT’s

Bancada de generación asíncrona jaula de ardilla

230/400 Vac

Bus DC: 700 V

4 kW

Back to Back de IGBT’s

Bancada de generación síncrona

de imanes permanentes

400/690 Vac

Bus DC: 1.1 kV

50 kW

Back to Back de IGBT’s

Bancada de generación síncrona

de imanes permanentes

400/690 Vac

Bus DC: 1.1 kV

2 kW

Back to Back de IGBT’s

Generador eólico

230 Vac

4 kW

Back to Back de IGBT’s

Generador eólico

400 Vac

4 kW

Back to Back de IGBT’s

Placas fotovoltaicas

230 Vac

10 kW

Convertidor DC/DC

Emulador de generación

230/400 Vac

35 kW

Back to Back de IGBT’s

 

 
 

UNIFILARES






 

CONOCIMIENTO

Personal permanente:

 

Titulación[1]

Nº profesionales

Años promedio experiencia

Área/s de conocimiento[2]

Doctores

1

10

RES, AUTO, TIC

Ingenieros

3

15

RES, AUTO, TIC

Ingenieros

3

5

AUTO, TIC

Ingenieros

4

2

AUTO, TIC

Ingenieros técnicos

3

5

AUTO, TIC

FP

1

1

AUTO

 

Doctorandos:

 

Área de conocimiento6

Nº promedio anual

RES, AUTO, TIC

1

 

Otros (proyectos fin de carrera, máster, etc):

 

Área de conocimiento6

Nº promedio anual

RES, AUTO, TIC

3

[1] Titulación: FP, ingenieros técnicos, ingenieros, doctores,…

[2] Áreas de conocimiento: Gestión de la demanda (GD), integración de renovables o recursos energéticos distribuidos (RES), protecciones y automatización de la red (AUTO), vehículo eléctrico (VE), electrónica de potencia (EPOT), almacenamiento (BAT),  sensores (SEN),  gestión de vida (VIDA), contadores inteligentes (CI), transformadores (TRAFO), conductores (CABLE), tecnologías de información y comunicación (TIC).

Nº patentes:

  1. European Patent - PCT/EP2020/053877 - “PROTECTION METHOD OF AN ELECTRICAL DISTRIBUTION AND/OR TRANSMISSION NETWORK AGAINST SHORT-CIRCUITS”; Applicant: Fundación CIRCE.

Nº publicaciones (2022):

  1. “Application of IIA method and Virtual bus theory for Backup Protection of a Zone using PMU data in a WAMPAC system”; Energies 2022; Autores: ANIBAL ANTONIO PRADA HURTADO; EDUARDO MARTINEZ CARRASCO; MARIA TERESA VILLEN MARTINEZ;JOSE MARIA SALDAÑA MEDINA .
  2. “Influence of Negative Sequence Injection Strategies on Faulted Phase Selector Performance”; Energies 2022, Autores:             MARIA TERESA VILLEN MARTINEZ; ANIBAL ANTONIO PRADA HURTADO; EDUARDO MARTINEZ CARRASCO.
  3. “A Computer-based IEC 61850 Sampled Values Analyzer for Parallel Power Quality Analysis”; IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 2022; Autores:               Miguel Ángel Oliván, Jorge Bruna, Roberto Matute, Alfonso Mareca, David Cervero.
  4. “Testing of Power Oscillation detection algorithm using a Real-Time PMU laboratory”; CIGRE - 2022 Paris Session; Autores: Anibal Prada, Eduardo Martinez, Jose Saldana, Marta Bernal, Noemi Galan.
  5. “Design of a WAMPAC system for Implementation in the Greek Power Grid”;  IEEE PES ISGT Europe 2022; Autores: ANIBAL ANTONIO PRADA HURTADO;  MARTA BERNAL SANCHO ; JOSE MARIA SALDAÑA MEDINA ; EDUARDO MARTINEZ CARRASCO
  6. “Herramienta de automatización de ensayos en SE Digital”; Congreso Redes Inteligentes Futured 2022; Autores: Adrián Arroyo, David Hernando, Carlos Albero.
  7. “Testbed para Defensa ante Amenazas Híbridas contra Redes Eléctricas”; IX Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad 2022; Autores: José María Saldaña; Esteban Damian Gutierrez; Aníbal Prada.
  8. “SOLUCIONES Y METODOLOGÍA EN IMPLANTACIÓN DE LA NORMA IEC61850 EN SISTEMA DE CONTROL Y PROTECCIÓN DE SUBESTACIÓN” Congreso Redes Inteligentes Futured 2022; Autores: Víctor García Nuez, Francisco Rodríguez-Camuñas Ruiz

“IMPLEMENTACIÓN DE UN MÓDULO DE PROCESAMIENTO ANALÓGICO BASADO EN IEC61850 SAMPLED VALUES EN PLATAFORMA DE PROTECCIÓN Y CONTROL CENTRALIZADA”; Congreso Redes Inteligentes Futured 2022; Autores:             Maria Teresa Villén; Miguel Ángel Olivan; Anibal Prada


Áreas de conocimiento: Gestión de la demanda (GD), integración de renovables o recursos energéticos distribuidos (RES), protecciones y automati- zación de la red (AUTO), vehículo eléctrico (VE), electrónica de potencia (EPOT), almacenamiento (BAT), sensores (SEN), gestión de vida (VIDA), contadores inteligentes (CI), transformadores (TRAFO), conductores (CABLE), tecnologías de información y comunicación (TIC)
 

PROYECTOS

Acrónimo-Nombre

Ámbito[1]

Año inicio/fin

web

Presupuesto global

Área/s de conocimiento6

eFORT (HORIZON)

EU

2022-2026

 

12M€

RES, AUTO, TIC

EPICS

Nac

2021-2022

https://www.elewit.ventures/es/actualidad/plataforma-epics-implementacion-flexible-y-escalable-de-sistemas-automaticos

-

RES, AUTO, TIC

ENERISLA (Red Cervera)

Nac

2020-2023

https://www.enerisla.es/

-

RES, AUTO, TIC

F2020 TIGON

EU

2020-2024

https://tigon-project.eu/

7.9M€

RES, AUTO, TIC

H2020 FARCROSS

EU

2019-2023

https://farcross.eu/

13.6M€

RES, AUTO, TIC

H2020 FLEXIGRID

EU

2019-2023

www.flexigrid-h2020.eu

8.5M€

RES, AUTO, TIC

SAS61850

Nac

2018-Presente

-

-

AUTO, TIC

Future Grid II

EU

2017-2020

https://www.euramet.org/power-quality/futuregrid-ii

-

RES, AUTO, TIC

H2020 MIGRATE

EU

2016-2020

www.h2020-migrate.eu

-

RES, AUTO, TIC

IdEAS (Interoperabilidad de Equipos de Automatización de Subestaciones)

Nac

2016-2018

https://www.endesa.com/es/proyectos/todos-los-proyectos/transicion-energetica/redes-inteligentes/subestaciones-electricas-inteligentes-ideas

-

RES, AUTO, TIC

[1] Regional, Nacional, Europeo, …


[5] Regional, Nacional, Europeo, …