Publication
Real-time quality index estimation for redundant sampled values streams in digital substations
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Barros, António Manuel de Sousa | |
| dc.contributor.author | Oriente, Everton Matheus | |
| dc.date.accessioned | 2024-11-28T09:40:01Z | |
| dc.date.available | 2024-11-28T09:40:01Z | |
| dc.date.issued | 2024-10-18 | |
| dc.description.abstract | Protection devices are essential elements in the electric power grid, as they safeguard equipment and ensure the stability and reliability of the network by detecting faults and preventing damage through timely isolation of affected areas. With technological advancements, electromechanical protection relays have evolved into Intelligent Electronic Devices (IEDs), essentially protection relays with built-in communication capabilities. These modern relays not only protect equipment but also exchange critical information with other devices. However, the variety of events and data exchanged between power grid components is substantial. In this respect, communication protocols present both advantages and challenges. On one hand, they enable the signalling of diverse events and the transmission of multiple pieces of information over a single medium. On the other hand, a protocol is only effective if all components within the system comply with it. The introduction of the IEC-61850 standard has established a unified communication across the energy sector, promotes interoperability between manufacturers, offering significant advantages over other standards. Real-time data exchange is facilitated by specific protocols within the IEC 61850 framework, which specifically address the communication requirements of IEDs, ensuring enhanced data quality and availability. As IEDs play a crucial role in substations, with many of their functions being both critical and time-sensitive, any developments incorporated into these devices can significantly impact the entire system. An IED analyses the stream of Sampled Values (SVs) sent by a Merging Unit to detect faults and implement protective measures. The Merging Unit sends SVs over two independent channels: the primary and the secondary (redundant) channels. When the primary channel fails, the secondary channel takes over, ensuring the information that the primary channel could not transmit is conveyed. As such, the current decision-making process for switching channels is based solely on the occurrence of a total channel failure. This thesis aims to enhance IED functionality by adding intelligence to this channel selection method. It proposes ways to evaluate, quantify, and qualify the received information to determine the most reliable signal source, whether from Channel 1 (primary) or Channel 2 (secondary). This approach ensures that protection relays receive better information, enabling protection algorithms to act correctly and promptly within their operating parameters. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Relés de proteção são elementos essenciais na rede elétrica, pois protegem os equipamentos e garantem a estabilidade e confiabilidade da rede, detectando falhas e prevenindo danos através da isolação oportuna das áreas afetadas. Com os avanços tecnológicos, os relés de proteção eletromecânicos evoluíram para Dispositivos Eletrônicos Inteligentes (IEDs), essencialmente relés de proteção com capacidades de comunicação integradas. Esses relés modernos não apenas protegem os equipamentos, mas também trocam informações críticas com outros dispositivos. No entanto, a variedade de eventos e dados trocados entre os componentes da rede elétrica é substancial. Nesse aspecto, os protocolos de comunicação apresentam tanto vantagens quanto desafios. Por um lado, eles permitem a sinalização de diversos eventos e a transmissão de múltiplas informações através de um único meio. Por outro lado, um protocolo só é eficaz se todos os componentes do sistema o seguirem. A introdução da norma IEC-61850 estabeleceu uma comunicação unificada no setor de energia, promovendo a interoperabilidade entre fabricantes e oferecendo vantagens significativas em relação a outros padrões. A troca de dados em tempo real é facilitada por protocolos específicos dentro da estrutura da IEC 61850, que abordam especificamente os requisitos de comunicação dos IEDs, garantindo melhor qualidade e disponibilidade dos dados. Como os IEDs desempenham um papel crucial nas subestações, com muitas de suas funções sendo críticas e sensíveis ao tempo, qualquer desenvolvimento incorporado a esses dispositivos pode impactar significativamente todo o sistema. Um IED analisa o fluxo de Valores Amostrados (SVs) enviados por uma Unidade de Mesclagem para detectar falhas e implementar medidas de proteção. A Unidade de Mesclagem envia SVs por dois canais independentes: o canal primário e o canal secundário (redundante). Quando o canal primário falha, o canal secundário assume, garantindo que a informação que o canal primário não pôde transmitir seja transmitida. Assim, o processo de tomada de decisão atual para a troca de canais baseia-se unicamente na ocorrência de uma falha total do canal. Esta tese tem como objetivo aprimorar a funcionalidade dos IEDs, adicionando inteligência a esse método de seleção de canal. Propõe maneiras de avaliar, quantificar e qualificar a informação recebida para determinar a fonte de sinal mais confiável, seja do Canal 1 (primário) ou do Canal 2 (secundário). Essa abordagem garante que os relés de proteção recebam informações de melhor qualidade, permitindo que os algoritmos de proteção atuem de forma correta e rápida dentro dos seus parâmetros de operação. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 203732707 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/26539 | |
| dc.language.iso | eng | pt_PT |
| dc.subject | IEC61850-9-2 Sampled Values | pt_PT |
| dc.subject | Intelligent eectronic devices (IED) | pt_PT |
| dc.subject | Protection Relays | pt_PT |
| dc.title | Real-time quality index estimation for redundant sampled values streams in digital substations | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia de Sistemas Computacionais Críticos | pt_PT |