Simulación de smart grids

Lista de figuras.................................................................................................................... 7

Lista de tablas ................................................................................................................... 10

Prefacio...................................................................................................................... 12

Organización del libro ............................................................................................... 12

Agradecimientos......................................................................................................... 13

1. Introducción general.................................................................................................. 14

1.1 Identificación del problema ................................................................................ 14

1.2. Motivación e interés por el tema ....................................................................... 15

1.3 Objetivos de la investigación .............................................................................. 16

1.3.1 Objetivo general .................................................................................... 16

1.3.2 Objetivos específicos ............................................................................. 16

1.4 Estado del arte....................................................................................................... 17

1.5 Aportes................................................................................................................... 18

1.6 Estructura del documento................................................................................... 19

2. Smart grids y la tecnología Ethernet ....................................................................... 20

2.1 Introducción a las smart grids............................................................................ 20

2.1.1 Definiciones de microrredes y smart grids.........................................20

2.1.2 Aplicaciones de smart grids .................................................................22

2.1.3 ada: esquemas de protección adaptativos.......................................... 23

2.1.4 Tecnologías de comunicación en smart grids.....................................23

2.2 La tecnología Ethernet......................................................................................... 24

2.2.1 Redes de comunicación y la Internet................................................... 24

2.2.2 Modelo tcp/ip ........................................................................................ 26

2.2.2.3 Ethernet............................................................................................. 28

2.2.3 Modelo lwip ........................................................................................... 29

2.3 Resumen del capítulo........................................................................................... 29

3. Conectividad para modelos de smart grids............................................................ 30

3.1 Propuesta de la estrategia de conectividad........................................................ 31

3.1.1 Paso 1: selección y adecuación de modelos para aplicaciones

de smart grids.................................................................................................31

3.1.2 Paso 2: transmisión de datos a través de una red tcp/ip .................. 35

3.1.3 Paso 3: evaluación de la estrategia de conectividad........................... 37

3.2 Enfoque de implementación en entornos de simulación................................ 39

4

Simulación de smart grids

3.2.1 Paso 1: selección y adecuación de modelos para aplicaciones

de smart grids.................................................................................................39

3.2.2 Paso 2: transmisión de datos a través de una red tcp/ip .................. 41

3.2.3 Paso 3: evaluación de la estrategia de conectividad........................... 44

3.3 Enfoque de implementación en sistemas embebidos...................................... 46

3.3.1 Paso 1: selección y adecuación de modelos para aplicaciones de ........

smart grids ......................................................................................................46

3.3.2 Paso 2: transmisión de datos a través de una red tcp/ip .................. 46

3.3.3 Paso 3: evaluación de la estrategia de conectividad .......................... 50

3.4 Resumen del capítulo........................................................................................... 51

4. Aplicación en redes de prueba.................................................................................. 52

4.1 Evaluación del ciclo de comunicación ante variaciones en un sistema de dis-

tribución ...................................................................................................................... 52

4.1.1 Objetivos de la evaluación de la red de prueba .................................. 55

4.1.2 Escenarios de prueba ............................................................................. 55

4.1.3 Enfoque de implementación en entornos de simulación ................. 59

4.1.4 Enfoque de implementación en sistemas embebidos........................ 62

4.1.5 Resultados .............................................................................................. 64

4.1.6 Conclusiones de la evaluación de la red de prueba ........................... 65

4.2 Comparación entre los esquemas de protección tradicional

y adaptativo ................................................................................................................. 65

4.2.1 Conclusiones de la evaluación de la red de prueba ........................... 67

4.2.2 Objetivos de la evaluación de la red de prueba .................................. 69

4.2.3 Escenarios de prueba ............................................................................. 69

4.2.4 Enfoque de implementación en entornos de simulación ................ 72

4.2.5 Resultados............................................................................................... 75

4.2.6 Conclusiones de la evaluación de la red de prueba ........................... 76

4.3 Generación de una plataforma de entrenamiento para ieds de protección 77

4.3.1 Objetivo de la evaluación de la red de prueba.................................... 79

4.3.2 Escenarios de prueba ............................................................................. 79

4.3.3 Enfoque de implementación en sistemas embebidos........................ 81

4.3.4 Resultados............................................................................................... 85

4.3.5 Conclusión de la evaluación de la red de prueba............................... 85

4.4 Resumen del capítulo........................................................................................... 85

5. Conclusiones y futuros desarrollos ......................................................................... 87

5.1 Conclusiones......................................................................................................... 87

5.2 Futuros desarrollos............................................................................................... 88

Referencias....................................................................................................................... 90

5

Apéndice A. Códigos fuentes de las redes de prueba................................................ 95

A.1 Introducción......................................................................................................... 95

A.2 Requerimientos de software............................................................................... 95

A.3 Requerimientos de hardware ............................................................................. 96

Apéndice B. Guía de uso de los códigos para el enfoque de implementación en

entornos de simulación.................................................................................................. 97

B.1 Introducción ......................................................................................................... 97

B.2 Descripción de los códigos................................................................................. 97

B.2.1 Códigos en el lado del servidor............................................................ 97

B.2.2 Códigos del lado del cliente.................................................................. 98

B.3 Configuración de los códigos ............................................................................ 98

B.3.1 Verificación de la conexión física ........................................................ 98

B.3.2 Adquisición de las direcciones IP ........................................................ 99

B.3.3 Configuración de los códigos con las direcciones IP ........................ 99

B.3.4 Otros cambios ........................................................................................ 99

B.4 Ejecución de los códigos .................................................................................. 100

Apéndice C. Guía de uso de los códigos para el enfoque de implementación

en sistemas embebidos.................................................................................................102

C.1 Introducción....................................................................................................... 102

C.2 Descripción de los códigos .............................................................................. 102

C.2.1 Códigos en el lado del servidor......................................................... 102

C.2.2 Códigos del lado del cliente ............................................................... 103

C.3 Librería de Texas Instruments®........................................................................ 103

C.4 Programación en HALCoGen® - hcg............................................................... 104

C.4.1 Creación de un proyecto en hcg....................................................... 104

C.4.2 Selección de los drivers....................................................................... 104

C.4.3 Configuración del reloj....................................................................... 104

C.4.4 Configuración de pinmux.................................................................. 104

C.4.5 Configuración del driver gio............................................................. 105

C.4.6 Configuración del driver sci.............................................................. 105

C.4.7 Configuración del driver emac ......................................................... 105

C.4.8 Configuración vim.............................................................................. 106

C.4.9 Configuración de la memoria............................................................ 106

C.4.10 Generación del código...................................................................... 108

C.5 Programación en Code Composer StudioTM - ccs ......................................... 109

C.5.1 Ejecución de ccs.................................................................................. 109

C.5.2 Creación de un proyecto en ccs........................................................ 109

C.5.3 Enlace del proyecto de ccs con el proyecto de hcg ....................... 109

C.5.4 Configuraciones adicionales del proyecto en ccs........................... 110

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Simulación de smart grids

C.5.5 Creación de un source file y un header file...................................... 110

C.5.6 Edición del header file HL_phy_dp83640.h ..................................... 110

C.5.7 Inclusión de las librerías de lwip en el proyecto............................. 111

C.5.8 Inclusión del símbolo del procesador............................................... 113

C.5.9 Inclusión del encabezado lwipopts.h................................................ 113

C.5.10 Apertura de un terminal serial ........................................................ 114

C.5.11 Cargar el proyecto en el kit de desarrollo....................................... 114

C.5.12 Tratamiento de errores ..................................................................... 115

C.6 Conexión entre el computador y el kit de desarrollo ................................... 115

C.6.1 Verificación de la conexión física...................................................... 115

C.6.2 Ejecución del proyecto en el kit de desarrollo................................. 115

C.6.3 Adecuaciones en matlab® ................................................................... 116

C.6.4 Ejecución del modelo en Simulink®.................................................. 116

Indice analítico..............................................................................................................117