IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - January/February 2023 - 72

La rCSP ofrece defensas contra los ciberataques mediante el
aprovechamiento del conocimiento del estado del sistema para
detectar e identificar ataques a los datos o comandos maliciosos.
de fusión (MU, por sus siglas en inglés) se instalan en
el patio de maniobras de la subestación. Se muestran de
manera simbólica en el lado izquierdo de la figura 1 como
" MU " . Las MU envían valores de muestra al nodo de proceso.
Allí, los valores de muestra se ordenan por etiqueta
de tiempo y se acumulan en búferes circulares. El concentrador
de datos de valores de muestra (SVDC, por sus
siglas en inglés) se encarga de este proceso, del que hablaremos
más adelante en la sección " Gestión de los nodos
de proceso y estación " . Las funciones de protección se
implementan en una computadora multinúcleo. Cada función
de protección se ejecuta en un núcleo específico de
la computadora y recibe datos del nodo de proceso; solo
los datos necesarios para el área de protección específica.
Este bloque se designa como " Relé sin ajuste de área 1 " ,
" Relé sin ajuste de área 2 " , etc. Si el sistema no tiene ninguna
falla interna (fallas ocultas, fallas de comunicación,
cortocircuitos en los canales de instrumentación, fusibles
fundidos), los relés sin ajuste funcionarán normalmente y
actuarán según su diseño para proteger el sistema. En concreto,
si se produce una falla, solo funcionará el relé sin
ajuste del área de protección con falla y desconectará el
área de protección con falla. Teniendo en cuenta la posibilidad
de que se produzcan fallas en el sistema de P&C, un
sistema de supervisión funciona en paralelo y de manera
automática. Este sistema se muestra en el lado derecho de
la figura 1.
El sistema de supervisión funciona del siguiente
modo: todos los datos recopilados en el nodo de proceso
se convierten en fasores a razón de un fasor por ciclo
de frecuencia de potencia. Estos fasores y los modelos
de las áreas de protección se transmiten al estimador de
estado dinámico de toda la subestación. Obsérvese que
1) los modelos de todas las áreas de protección de la
I2
I1
Área de protección
Función diferencial
I3
I, V
T, ω
Temp.
Área de protección
Protección basada en DSE
Mediciones internas
Solo KCLTodas las leyes físicas
figura 2. El concepto EBP o de relé sin ajustes.
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subestación se utilizan para construir el modelo de subestación
indicado como " modelo AQCF de la subestación "
en la figura 1 (AQCF son las siglas de algebraic quadratic
companion form, forma cuadrática algebraica complementaria),
y 2) la totalidad de los fasores crea un conjunto
de medición de alta redundancia indicado como " modelo
de medición de la subestación " . La redundancia se define
como la cantidad de mediciones dividida por la cantidad
de estados del modelo de subestación. Para una subestación
típica, la redundancia supera el 2,000 %. El modelo
de medición de la subestación se utiliza para ejecutar el
estimador de estado dinámico de toda la subestación. Hay
dos resultados posibles del estimador de estado de toda la
subestación (salida estándar del estimador): 1) todas las
mediciones son coherentes con el modelo de la subestación;
en este caso, el sistema no necesita hacer nada más,
o 2) las mediciones no se ajustan bien al modelo de la
subestación. En este caso, el estimador de estado detectó
una anomalía; es necesario un análisis más profundo para
determinar la causa principal de la anomalía. Para ello, se
inicia una serie de análisis de hipótesis. Se prueban las
siguientes hipótesis: 1) una anomalía es una falla real en
el sistema eléctrico, 2) una falla oculta o una falla en la
instrumentación, o 3) un ciberataque que alteró los datos
(proceso de identificación). El procedimiento se describe
con más detalle en un párrafo posterior. En caso de falla
real del sistema eléctrico, la rCSP no adopta ninguna
medida y permite que los relés realicen su(s) función(es).
En cualquier otro caso, se identifican los datos comprometidos.
Luego, utilizando la mejor estimación del modelo
de subestación, se calcula la mejor estimación de las magnitudes
físicas correspondientes a los datos comprometidos
y se devuelven al nodo de proceso sustituyendo los
datos comprometidos. La sustitución de los datos comprometidos
por datos estimados se muestra en la figura 1
como " valores de muestra estimados " . La acción da como
resultado datos corregidos en el nodo de proceso y el subsiguiente
funcionamiento correcto de los relés. El proyecto
rCSP fijó y alcanzó el objetivo de rendimiento de
que los análisis se completaran en menos de dos ciclos
de frecuencia fundamental. Esto significa que los relés
registrarán datos comprometidos durante un periodo inferior
a dos ciclos. Una vez que los datos comprometidos
se sustituyan por datos estimados (buenos), los relés se
restablecerán automáticamente. Se ha logrado este rendimiento.
A continuación, se describen con más detalle los
componentes de la rCSP.
enero/febrero 2023
IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - January/February 2023

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