Implementación de un sistema SCADA para la gestión remota de una red eléctrica usando protocolos de comunicación abiertos

Abstract

La empresa ADINELSA (Administración de Infraestructura Eléctrica S.A.) opera una red de distribución eléctrica en zonas rurales de Lima, Huancavelica, Ica, norte de Arequipa y sur de Ayacucho. Esta red contaba con 55 reconectadores que no podían ser operados de forma remota. La presente tesis desarrolla un sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) que permite la supervisión en tiempo real de estos reconectadores, utilizando protocolos de comunicación abiertos que no requieren licencias y permiten interoperabilidad con distintos fabricantes. Se diseñó la arquitectura general del sistema, se revisaron los gabinetes de control y se implementaron los protocolos DNP3, RSTP, SNMP y NTP. Asimismo, se configuró el equipamiento necesario para la comunicación con el centro de control, asegurando un monitoreo eficiente de la red eléctrica. Para validar su funcionamiento, se realizaron tres pruebas: apertura y cierre de reconectadores, validación de señales analógicas y prueba de comunicación. Como resultado, se evidenció una mejora en los indicadores de calidad: el SAIDI (duración promedio de interrupción) se redujo de 61.80 a 38.90 horas, y el SAIFI (frecuencia de interrupciones) bajó de 17 a 10.47 veces al año. Además, el gasto anual por reposición del suministro eléctrico disminuyó de 102,000 a 23,280 nuevos soles, lo que representa un ahorro de 78,720 nuevos soles. Se estima que la inversión en el sistema SCADA será recuperada en seis años, generando beneficios económicos sostenibles para la empresa.

The company ADINELSA (Administración de Infraestructura Eléctrica S.A.) operates an electric distribution network in rural areas of Lima, Huancavelica, Ica, north of Arequipa and south of Ayacucho. This network had 55 reconnectors which could not be operated remotely. This thesis develops a SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) system that allows the real-time monitoring of these reconnectors, using open com- munication protocols that do not require licenses and allow interoperability with different manufacturers. The overall system architecture was designed, control cabi- nets were reviewed and DNP3, RSTP, SNMP and NTP protocols implemented. The necessary equipment for communication with the control center was also configured, ensuring efficient monitoring of the electrical network. To validate its operation, three tests were carried out: opening and closing of reclosers, validation of analog signals and communication test. As a result, there was an improvement in quality indicators: the SAIDI (average duration of interruption) was reduced from 61.80 to 38.90 hours, and the SAIFI (frequency of interruptions) decreased from 17 to 10.47 times per year. In addition, the annual cost of electricity replacement decreased from 102,000 to 23,280 new soles, representing savings of 78,720 new soles. It is estimated that the investment in SCADA will be recouped within six years, generating sustainable economic benefits for the company.