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INGENIERÍA BÁSICA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL

PROYECTO FOTOVOLTAICO EPC EN ISLA PROVIDENCIA

ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE LOS SISTEMAS DE

AUTOMATIZACIÓN Y COMUNICACIONES GRANJA SOLAR

ECP-21007-IB01-0-INS-ET-002

REVISIÓN No. 1

Revisión Modificaciones Fecha A Emitido para comentarios del Cliente 19-01-2022 0 Aprobado para diseño 31-01-2022 1 Actualización del documento 25-02-2022

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ΦΙΡΜΑ: ΦΕΧΗΑ:

14−03−2022

Ν∨ΜΕΡΟ ∆Ε ΧΟΝΤΡΑΤΟ: 3037683−Ο∆Σ−28

1. ΑΠΡΟΒΑ∆Ο ΠΑΡΑ ∆ΙΣΕ∇Ο / ΧΟΝΣΤΡΥΧΧΙΝ

2. ΑΠΡΟΒΑ∆Ο ΧΟΝ ΧΟΜΕΝΤΑΡΙΟΣ, ΠΥΕ∆Ε ΠΡΟΧΕ

∆ΕΡ ΣΥϑΕΤΟ Α ΛΑ ΙΝΧΟΡΠΟΡΑΧΙΝ ∆Ε ΛΟΣ ΧΑΜ

ΒΙΟΣΙΙΝ∆ΙΧΑ∆ΟΣ

3. ∆ΕςΥΕΛΤΟ Ψ ΡΕςΙΣΑ∆Ο, ΝΟ ΠΥΕ∆Ε ΠΡΟΧΕ∆ΕΡ

4. ΣΟΛΟ ΠΑΡΑ ΙΝΦΟΡΜΑΧΙΝ

INGENIERÍA BÁSICA PARA LA IMPLEMENTACIÓN

DEL PROYECTO FOTOVOLTAICO EPC EN ISLA

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Especificación técnica de los sistemas de automatización y comunicaciones granja solar

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Rev: 1 25-02-2022

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TABLA DE CONTENIDO

1. OBJETO

2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

3. ALCANCE

4. SIGLAS Y GLOSARIO

5. PREMISAS DEL SISTEMA

6. LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO

7. DOCUMENTOS DE REFERENCIA

8. ESTÁNDARES Y NORMATIVIDADES

9. ESPECIFICACIONES GENERALES

9.1 NIVEL DE SUPERVISIÓN LOCAL DE LA GRANJA FOTOVOLTAICA

9.2 NIVEL DE MONITOREO REMOTO DE LA GRANJA FOTOVOLTAICA

10. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE EQUIPOS

10.1 EQUIPOS Y ELEMENTOS DE NIVEL 0, 1 Y 2 (HARDWARE)

10.1.1 Gabinetes de comunicaciones de nivel 1

10.1.2 Contenedor o gabinete de comunicación exterior para cada inversor

10.1.3 Gabinete de comunicaciones de inversores - BESS

10.1.4 Switch de red de nivel 0, 1 y 2

10.1.5 Medidores

10.1.6 ODF (distribuidor de fibra óptica)

10.1.7 IED (inteligent electronical device)

10.1.8 Cables de fibra óptica multimodo

10.1.9 Patchcord

10.1.10 Rack de comunicaciones o gabinete de nivel 2

10.1.11 Gabinete de salida y llegada

10.1.12 Firewall

10.1.13 Redes de área local (LAN)

10.1.14 Reloj sincronización de tiempo (GPS)

10.1.15 Servidores de aplicación SCADA

10.1.16 Enlaces de fibra óptica monomodo

10.1.17 IHM de nivel 2

10.1.18 Descripción de los despliegues

10.1.19 Listado de despliegues

10.1.20 Despliegue de inicio

10.1.21 Menú general

10.1.22 Diagrama unifilar general de la granja solar y BESS

10.1.23 Diagrama unifilar detallado de celda

10.1.24 Despliegue de enclavamientos y operación de equipos

10.1.25 Diagrama unifilar de los servicios auxiliares

10.1.26 Lista de Alarmas y eventos

10.1.27 Visualización de medidas

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10.1.28 Arquitectura del sistema de control de nivel 2

10.1.29 Inversores

10.1.30 Estación meteorológica

10.1.31 Sistema de CCTV

10.1.32 Sistema de detección de incendio

10.1.33 Battery Management System (BMS)

10.1.34 Redbox

10.1.35 Elementos menores y consumibles

10.2 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

10.2.1 Requerimientos Generales del Sistema

10.2.2 Switches de Red de gabinete de inversores

10.2.3 Switch de Red de nivel 1

10.2.4 Switches de Red de nivel 2

10.2.5 ODF

10.2.6 Gabinete de nivel 2 tipo rack en U de 19’’

10.2.7 Gabinetes de nivel 1 tipo rack en U de 19’’

10.2.8 Gabinetes de salida y llegada

10.2.9 Gabinetes o contenedores de comunicación exterior

10.2.10 Gabinete de comunicación de inversores - BESS

10.2.11 Pigtails y Patchcords de Fibra Óptica

10.2.12 Cable de Fibra Óptica multimodo

10.2.13 IED (Intelligent Electronical Device)

10.2.14 Medidores

10.2.15 IHM de Nivel 2

10.2.16 Firewall

10.2.17 Servidor SCADA

10.2.18 IED de SS.AA

10.2.19 Cable Dieléctrico ADSS de Fibra óptica Monomodo

10.2.20 Reloj GPS

10.2.21 REDBOX

10.2.22 Equipos para la estación meteorológica (EM)

10.3 SOFTWARE

10.3.1 Funciones principales del sistema de monitoreo

10.3.2 Sistema operativo

10.3.3 Operación del proceso

10.3.4 Operación del proceso

10.3.5 Adquisición e intercambio de datos y comunicaciones

10.3.6 Secuencia de eventos, manejo de alarmas y reporte

10.3.7 Autenticación y control de acceso

10.3.8 Gestión de etiquetas

10.3.9 Representación visual del proceso (despliegues)

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10.3.10 Presentación de gráficos de tendencias de datos

10.3.11 Comentarios de operación

10.3.12 Almacenamiento de información histórica

11. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LABORES Y TRABAJOS

11.1 LEVANTAMIENTO

11.2 REQUERIMIENTOS ADICIONALES DE INGENIERÍA

11.3 MONTAJE

11.3.1 Herramientas, equipo para montaje y mantenimiento

11.3.2 Lista de marcas aceptadas

11.4 INSPECCIÓN Y PRUEBAS

11.4.1 Pruebas de aceptación en fábrica

11.4.2 Inspección visual

11.4.3 Pruebas de desempeño del sistema

11.4.4 Pruebas de disponibilidad

11.4.5 Pruebas de aceptación del sistema de monitoreo

11.4.6 Corrección de incumplimientos

11.4.7 Desviaciones técnicas

11.4.8 Entrenamiento

11.5 DOCUMENTACIÓN

12. UNIDADES CONSTRUCTIVAS

12.1 UNIDADES CONSTRUCTIVAS A NIVEL 2

12.1.1 Gabinete de Nivel 2 (Nuevo)

12.1.2 Gabinete de salida (Nuevo)

12.1.3 Gabinete de llegada (Nuevo)

12.2 UNIDADADES CONSTRUCTIVAS A NIVEL 1

12.2.1 Gabinete de comunicaciones de nivel 1 estaciones elevadoras

12.2.2 Gabinetes de comunicaciones de nivel 1 sistema BESS

12.2.3 Gabinetes de comunicaciones de nivel 1 de las celdas o switchgear

12.3 UNIDADADES CONSTRUCTIVAS A NIVEL 0

12.3.1 Gabinetes o contenedor de los inversores

12.3.2 Gabinete de comunicación de inversores – BESS

12.3.3 Celdas de media tensión

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Listado de estándares y normatividades a considerar para el sistema

SCADA

Tabla 2. Condiciones generales del sistema SCADA Tabla 3. Cantidades mínimas para la instalación de una cámara fija exterior Tabla 4. Cantidades mínimas para la instalación de una cámara fija interior Tabla 5. Cantidades mínimas estimadas para el NVR Tabla 6. Características técnicas del sistema Tabla 7. Características técnicas de los switch de red gabinete de inversores

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Tabla 8. Características técnicas de los switch de red de nivel 1 Tabla 9. Características técnicas de los switch de red de nivel 2 Tabla 10. Características técnicas de los ODF Tabla 11. Características técnicas del gabinete tipo rack de nivel 2 Tabla 12. Características técnicas de los gabinetes tipo rack de nivel 1 del sistema

BESS y tren de celdas Tabla 13. Características técnicas del gabinete tipo rack de nivel 1 de las estaciones elevadoras Tabla 14. Características técnicas de los gabinetes de salida y llegada tipo rack Tabla 15. Características técnicas de los gabinetes de comunicación exterior Tabla 16. Características técnicas del gabinete de comunicación de inversores –

BESS

Tabla 17. Características técnicas de los Pigtails y Patchcords de fibra óptica Tabla 18. Características técnicas del cable de fibra óptica multimodo Tabla 19. Características técnicas del IED Tabla 20. Características técnicas del medidor Tabla 21. Características técnicas del IHM de nivel 2 Tabla 22. Características técnicas del Firewall Tabla 23. Características técnicas del servidor SCADA Tabla 24. Características técnicas del IED de SS.AA Tabla 25. Características técnicas del reloj GPS Tabla 26. Características técnicas Redbox Tabla 27. Características técnicas de la EM Tabla 28. Unidad constructiva gabinete de nivel 2 Tabla 29. Unidad constructiva gabinete de salida Tabla 30. Unidad constructiva gabinete de salida Tabla 31. Unidad constructiva gabinete de nivel 1 estaciones elevadoras Tabla 32. Unidad constructiva gabinete de nivel 1 sistema BESS Tabla 33. Unidad constructiva gabinete de nivel 1 tren de celdas Tabla 34. Unidad constructiva gabinete de comunicación de nivel 0 de los inversores Tabla 35. Unidad constructiva gabinete de comunicación de inversores - BESS Tabla 36. Unidad constructiva tren de celdas

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Ubicación del proyecto

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1. OBJETO

Presentar y definir los requisitos técnicos mínimos para el suministro, montaje, configuración, pruebas, documentación, puesta en servicio y entrenamiento del sistema de supervisión, control y monitoreo SCADA para el proyecto fotovoltaico en la isla de Providencia de

ECOPETROL S.A.

2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Identificar los equipos que componen los sistemas de control de la granja fotovoltaica, tanto para el control primario como secundario.

• Describir los sistemas de comunicaciones e implementación de estos para la interoperabilidad entre equipos de tal forma que se permita la adquisición de datos y la gestión o control de la planta solar.

• Dar pautas claras y precisas de las características de los equipos y sistemas, que deben ser considerados durante la implementación del sistema de control completo (primario y secundario).

3. ALCANCE

El proyecto consiste en la implementación en la isla Providencia de una granja solar fotovoltaica de 1.8 MW pico junto con un banco de almacenamiento de 2.5 MW. Para que lo anterior pueda ser implementado, se considera la construcción de un centro de despacho de potencia PMS que distribuya la generación de energía eléctrica entre la granja, las baterías y la generación existente en providencia operada actualmente por SOPESA. Este último sistema debe ser actualizado de tal forma que pueda recibir instrucciones remotas y enviar información hacia el PMS.

El proyecto consiste en el diseño de un sistema de control SCADA para la granja solar fotovoltaica, que permita su integración con el sistema de generación diésel existente de SOPESA, localizado en la isla providencia.

El alcance de este documento incluye, la información y ajuste de la ingeniería propuesta para la implementación de los sistemas de control y SCADA de la granja solar, su montaje y puesta en servicio.

Este es un proceso no sólo para la compra de equipos, es un proceso para la identificación y dimensionamiento de los trabajos a realizar que implican la intervención de los sistemas previamente indicados y ya existentes de la planta, para viabilizar el proyecto de sincronización con la nueva granja fotovoltaica.

Describir los requerimientos técnicos mínimos aceptables para el diseño, documentación, licencias, fabricación, suministro, ensamble, pruebas en fábrica, transporte, entrega en sitio, inspecciones, montaje, configuración, pruebas en campo, puesta en servicio, capacitación y certificaciones de calidad y conformidad para el sistema SCADA del proyecto fotovoltaico de

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Archivo: ECP-21007-IB01-0-INS-ET-002 7 de 89 providencia y que se instalará en el cuarto de control del polígono, a fin de garantizar un monitoreo de todos los equipos y sistemas auxiliares de la granja fotovoltaica; lo cual incluye como mínimo, y sin limitarse a ello, los equipos indicados en la presente especificación.

Será responsabilidad del CONTRATISTA el enlace y la integración por comunicaciones desde los dispositivos en campo hasta los tableros de control de las estaciones elevadoras, así mismo, será su responsabilidad el enlace y la integración por comunicaciones desde el tablero de control de las estaciones elevadoras y SWITCHGEAR hasta el tablero de comunicaciones del cuarto de control, donde se instalará el sistema SCADA, sistema de detección de incendio, sistema CCTV e intrusión del proyecto fotovoltaico, garantizando el monitoreo constante del estado de la granja solar de Providencia. También deberá considerar el enlace hasta PMS ubicado en las instalaciones de SOPESA.

Adicionalmente, esta especificación establece los requerimientos técnicos mínimos aceptables para el suministro de las Estaciones Meteorológicas (EM) que requiere la granja fotovoltaica, definiendo dentro del alcance el suministro, montaje, configuración, instalación, pruebas, y puesta en marcha; así como el acompañamiento en la integración de las Estaciones Meteorológicas al SCADA de la granja fotovoltaica y la capacitación a los encargados de su operación.

Estas especificaciones representan las necesidades y requerimientos que el sistema SCADA tiene para el proyecto, pero no son el diseño definitivo del sistema y por tanto no liberan al CONTRATISTA de su responsabilidad en este aspecto.

El CONTRATISTA deberá revisar la información existente, tomando todas las previsiones necesarias para que el SCADA cumpla con todas las funciones y requerimientos definidos.

4. SIGLAS Y GLOSARIO

ODF: Optical Distribution Fiber (Distribuidor de fibra óptica).

SCADA: Acrónimo del inglés Supervisory Control And Data Acquisition (Supervisión, Control y Adquisición de Datos) que se emplea para monitorear y controlar sistemas de potencia eléctrica.

IHM: Interfaz Humano-Máquina.

F.O.: Fibra Óptica.

TCL: Tablero control local (control primario), este será el tablero donde se encontrarán ubicados los equipos de control primario de la granja solar, tales como unidad de control (PLC), equipos de telecomunicación (ODFs, Switchs, etc), equipos de protección y medida, entre otros.

IED: Dispositivo Electrónico Inteligente (Intelligent Electronic Device).

GPS: Global Positioning System (Sistema de posicionamiento local – Sincronización de tiempo) NIVEL 0: Operación de equipos de maniobra desde los botones de mando de los equipos.

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NIVEL 1: Operación de equipos de maniobra desde la unidad de control y protección asociado.

NIVEL 2: Operación centralizada de equipos de maniobra desde una IHM que recolecte información de varios IED y envíe comandos hacia los equipos mediante un controlador de subestación utilizando protocolos de comunicaciones.

NIVEL 3: Control de nivel superior para la operación centralizada del sistema de potencia de la isla de Providencia.

FW: Router/Firewall, el cual es un dispositivo de seguridad que permite monitorear el tráfico de red tanto entrante como saliente, de tal forma que bloquea aquellas señales de acuerdo a un conjunto de reglas de seguridad definidas.

SW: Switch o conmutador es un equipo o dispositivo que permite interconectar diferentes equipos en red formando de esta forma una LAN.

LAN: Local Area Network (red de área local).

SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition (supervisión, control y adquisición de datos).

RSTP: Rapid Spanning Tree Protocol (Protocolo de árbol de extensión rápido).

NTP: Network Time Protocol (Protocolo de tiempo de red).

SNTP: Simple network time protocol (Protocolo de tiempo de red simple).

IRIG-B: Inter Range Instrumentation Group mod B (Grupo de Instrumentación Inter-Range mod B).

PTP: Precise Time Protocol (Protocolo de tiempo preciso).

FACP: Fire Alarm Control Panel (Panel de detección de incendio).

SHD: Detector de humo y calor.

HL: Sirena/Estrobo ante incidentes por incendios o humo.

HS: Estación manual de alarma contra incendios.

EM: Estación meteorológica que integra sensores como piranómetro, sensores de temperatura, modulo para medición de suciedad de los paneles, barómetro, anemómetro, sensor de humedad, pluviómetro, entre otros.

DPS: Dispositivo de protección contra sobretensiones.

PLC: Controlador lógico programable.

BESS: Battery Energy Storage System (Sistema de almacenamiento de energía de batería).

NVR: Network Video Recorder (Grabador de video en Red) EAL: Estación de administración local.

APU: Unidad de procesamiento del sistema de detección perimetral.

ONVIF: Open Network Video Interface Forum.

BMS: Battery Management System (Sistema de gestión de baterías).

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5. PREMISAS DEL SISTEMA

A continuación, se lista un resumen de las principales premisas que se deben cumplir para la implementación del sistema en sus diferentes niveles de control, las cuales fueron tomadas del documento (ECP-21007-IB01-0-INS-CD-001– “Bases y criterios de diseño de la disciplina de Instrumentación y Control”):

• El sistema debe ser robusto y tener redundancia en las comunicaciones.

• El manejo de variables debe permitir establecer el orden cronológico de ocurrencia, sin importar el equipo donde sea generada. Lo anterior implica sincronizar la hora de los diferentes equipos que integran el sistema (IED, controladores, servidores, entre otros) para los niveles de control establecidos en las filosofías de control elaboradas para esta ingeniería.

• Se debe contar con la capacidad de gestionar desde un punto centralizado los equipos de control y protección asociados al sistema eléctrico, permitiendo la lectura, revisión, ajuste y carga de parámetros en los IED de forma remota y centralizada.

• Se deberán utilizar protocolos de comunicación abiertos, normalizados y ampliamente utilizados en el mercado de comunicaciones eléctricas.

• El sistema deberá tener la capacidad de operar remotamente y en tiempo real los equipos de maniobra hasta un nivel de tensión de 13,2 kV.

• El sistema debe ser considerado independiente a otros sistemas, eliminando la utilización de equipos para fines diferentes a la operación eléctrica. Lo anterior busca optimizar tiempos de respuesta y definir el sistema eléctrico como un sistema independiente ampliamente disponible y confiable, suprimiendo la adquisición de variables eléctricas a través del sistema de proceso y la estructuración de redes de datos empleando sistemas ya implementados que tienen otros fines y prioridades.

• Formular criterios operativos y plantear niveles jerárquicos de control, indicando para cada uno de ellos a nivel conceptual, las necesidades, restricciones, obligaciones y responsabilidades, que permitan dimensionar adecuadamente los roles de cada nivel.

• Mantener la estabilidad del sistema eléctrico ante la existencia de contingencias que deriven en perturbaciones eléctricas, con el fin de evitar fallas en los equipos que ocasionen en interrupciones en el suministro de energía a las diferentes cargas del campo asociadas al proyecto.

6. LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO

El área de estudio se encuentra ubicada aproximadamente a 4,8 kilómetros del aeropuerto El Embrujo, siguiendo la carretera pavimentada en dirección sur hacia la playa South West y contiguo a la base de la Armada Nacional de Colombia.

En la Figura 1 se indica la delimitación del predio general para el desarrollo del proyecto y su ubicación en la Isla de Providencia (círculo rojo).

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Figura 1. Ubicación del proyecto

El CONTRATISTA deberá verificar la radiación específica, climatología, condiciones atmosféricas y demás parámetros que requiera del sitio según sus necesidades, para lo cual deberá acudir a entidades, organismos, software y bases de datos como el IDEAM, NASA, METEONORM, SOLARGIS u otro que se requiera.

7. DOCUMENTOS DE REFERENCIA

Los documentos listados a continuación, complementan las funcionalidades y requerimientos que debe cumplir el sistema SCADA eléctrico a implementar en la granja solar de providencia

[1] ECP-21007-IB01-0-INS-PL-002-0. “Arquitectura de sistemas de automatización y comunicaciones granja solar”.

[2] ECP-21007-IB01-0-INS-CD-001-0. “Bases y criterios de diseño de la disciplina de

Instrumentación y Control”.

[3] ECP-21007-IB01-0-INS-IF-002-0. “Filosofía de control y operación de los sistemas de automatización y comunicaciones granja solar”.

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[4] ECP-21007-IB01-0-INS-ET-002-0. “Especificación técnica de los sistemas de automatización y comunicaciones granja solar”.

[5] ECP-21007-IB01-0-INS-PL-004-0. “Esquemas y planos redes de comunicaciones a implementar”.

[6] ECP-21007-IB01-0-INS-ET-004-0. “Especificaciones técnicas redes de comunicaciones a implementar”.

[7] ECP-21007-IB01-0-ELE-PL-101-0. “Planos de canalizaciones de AC”.

[8] ECP-21007-IB01-0-INS-IF-003. “Filosofía de control y operación de los sistemas de automatización y comunicaciones PMS”.

[9] ECP-21007-IB01-0-INS-ET-003. “Especificación técnica de los sistemas de automatización y comunicaciones sistema PMS”.

[10] ECP-21007-IB01-0-ELE-ET-101. “Especificaciones mínimas garantizadas del Power

Center y equipos principales de AC”.

8. ESTÁNDARES Y NORMATIVIDADES

Los siguientes estándares y normatividades deberán ser tenidos en cuenta por el Proveedor al momento de realizar el suministro de equipos e implementar la solución del PMS:

Tabla 1. Listado de estándares y normatividades a considerar para el sistema SCADA

NORMA / ESTÁNDAR TÍTULO

RETIE Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas

Publicación IEC 61850 “Communication networks and systems in substations”

Publicación IEC 60617 “Graphical symbols for schematic diagrams”

Publicación IEC 60793 “Optical fibers”

Publicación IEC 60794 “Optical fiber cables”.

Publicación IEC 60874 “Connectors for optical fibers and cables”.

Publicación ITU-T G.652 “Characteristics of a single-mode optical fiber and cable”

Publicación IEC 61754 "Fiber optic connector interfaces".

Publicación IEC 60870-5-104 “Telecontrol equipment and systems - Part 5-104: Transmission Protocols - Network access for IEC 60870-5-101 using standard transport profiles”

Publicación IEC 61588 “Precision clock synchronization protocol for networked measurement and control systems”

Resolución CREG 025 de “Código de redes”

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Resolución CREG 038 de

“Código de medida”

Publicación IEC 61000 “Electromagnetic compatibility (EMC)”

API American Petroleum Institute

TIA Telecommunications Industry Association

ISO International Organization for Standardization

ISA International Society of Automation

NERC North American Electric Reliability Council (NERC) Critical Infrastructure Protection (CIP) standards

IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers

IEEE C37.1 Standard for SCADA and Automation Systems.

NESC National Electrical Safety Code

NFPA National Fire Protection Association

9. ESPECIFICACIONES GENERALES

Todos los materiales y componentes que integran el sistema SCADA de la granja, así como los elementos y accesorios de montaje, deben ser nuevos, de diseño normalizado, de primera calidad, libres de defectos y/o reparaciones y deben cumplir con lo solicitado en esta especificación, garantizando calidad y disponibilidad.

Para la implementación del sistema SCADA de la granja fotovoltaica, el EPCista debe contemplar el suministro de los equipos para realizar la instalación, supervisión y señalización de las señales requeridas en todo el sistema de la granja fotovoltaica de providencia.

Se considera un sistema SCADA para el control de nivel 2, el cual se comunicara con los controles de nivel 1 de los diferentes subsistemas (BESS, celdas o switchgear,las estaciones elevadoras de la granja o power stations y los sistemas instrumentados de seguridad), adicionalmente debe tener la capacidad de integrarse con el PMS.

El sistema SCADA deberá suministrarse con todo el equipamiento requerido para su instalación y protección, incluyendo y sin limitarse: protecciones eléctricas contra sobretensiones, protección contra descargas eléctricas, DPS tipo 1, 2 o 3, router/firewall, entre otros.

EPCista será requerida la utilización de topologías de red que garanticen redundancias en las comunicaciones entre el SCADA local de la granja solar y el PMS, esta ingeniería considera la implementación de una topología anillo (RSTP) para las comunicaciones entre los inversores con el sistema de gestión. Sin embargo, se deja a criterio del EPCista la opción de ofrecer una topología que represente iguales o mayores ventajas a las presentadas en estas especificaciones y el diseño.

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Los switch de red en el cuarto de control deberán ser de tipo administrable con velocidades de 100 y 1000 Mbit/s y de capa 2 y/o capa 3.

Todos los materiales y componentes que integran la EM, así como los elementos y accesorios de montaje, deben ser nuevos, de diseño normalizado, de primera calidad, libres de defectos y/o reparaciones y deben cumplir con lo solicitado en esta especificación, garantizando la calidad y disponibilidad de todos los datos.

Todos los equipos a implementar deberán garantizar una baja obsolescencia tecnológica.

La EM deberá suministrarse con todos los sensores definidos en esta especificación y con todo el equipamiento requerido para su instalación y protección, incluyendo: protecciones eléctricas contra sobretensiones, protectores contra descargas eléctricas, DPS tipo 1, 2 o 3 u otros dispositivos que consideran para la protección de las EM y todos sus sensores. Debe incluir alimentación regulada con capacidad de suministrar energía a todos sus componentes, reloj en tiempo real ya sea que permita la sincronización automática de la fecha y hora por si misma o por un medio de un equipo externo que la sincronice.

Tabla 2. Condiciones generales del sistema SCADA

CONDICIONES GENERALES DEL SISTEMA SCADA REQUERIDO

El sistema SCADA debe ser concebido como un sistema abierto, modular y escalable, que cuente con disponibilidad, asegure la interconectividad e interoperabilidad con el sistema PMS.

Sí

El sistema SCADA debe ser fácilmente actualizable, utilizar equipos y aplicaciones de última generación, de marcas reconocidas y que estén en la lista de marcas aceptadas por El CLIENTE; siempre y cuando el equipo se encuentre normalizado en dicha lista; con adecuado soporte y con capacidades de expansión en hardware y software.

Sí

El sistema debe concebir todo el hardware, software, accesorios y materiales necesarios para la correcta instalación y operación aun cuando en los requerimientos técnicos no se encuentren explícitamente o incluso si la oferta no es contemplada pero se identifica su necesidad imprescindible durante su desarrollo y puesta en servicio para el proyecto, lo que no dará lugar a mayor cantidades de obra ni costos adicionales para El CLIENTE.

Sí

El hardware y software deben ser expandibles para la inclusión de nuevos servidores y/o estaciones de trabajo al sistema, permitiendo una migración eficiente, rápida y flexible de los datos, asegurando la disponibilidad del sistema.

Sí

El sistema no debe limitarse: debe permitir la introducción de modificaciones, generación de nuevas aplicaciones que se creen en función de las necesidades, experiencia y conocimiento en el funcionamiento según criterio del personal de El

CLIENTE.

Sí

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Los programas del sistema SCADA estarán basados en productos disponibles comercialmente y demostrar su experiencia a través de certificados que confirmen la implementación de sistemas similares o de mayor capacidad que ya se encuentren operativos.

Sí los sistemas de control de nivel 1 y el sistema de control de nivel 2, deberán tener enlaces de comunicación mediante protocolos como Modbus TCP, IEC 61850 MMS, IEC 60870-5-104, DNP3, de igual forma se deben considerar los protocolos estandarizados y abiertos para la integración con el sistema PMS.

Sí

La base de datos del software SCADA deberá ser diseñada para mínimo 30.000 puntos escalable a 60.000, es decir, poder escalar como mínimo 2 veces más, asegurando la integración de las señales dimensionadas y de señales futuras. La edición de la base de datos debe ser en línea, con el software en servicio, evitando reinicios.

Sí

La base de datos histórica debe ser compatible con bases de datos relacionales como SQL, Oracle, Access y otros.

Sí

El cumplimiento de esta especificación no exonera al EPCista de la responsabilidad del buen funcionamiento del sistema, equipo hardware y/o software, amparado en sus criterios de diseño y construcción.

9.1 NIVEL DE SUPERVISIÓN LOCAL DE LA GRANJA FOTOVOLTAICA

El sistema de supervisión, control y monitoreo de la granja fotovoltaica contará con una plataforma para operación local SCADA. El CONTRATISTA deberá integrar la solución de control al PMS; todos ellos con el fin de monitorear y reportar condiciones de energía como interruptor y medidor de energía en la frontera comercial del proyecto usando el protocolo de comunicación IEC 60870-5-104, IEC 61850, entre otros protocolos normalizados y estandarizados.

Este sistema deberá disponer la capacidad de integrar los principales equipos como: I) los inversores a través de protocolos de comunicación bajo la red Ethernet como Modbus TCP o DNP3; II) relés de protección de celdas (IED) mediante IEC 61850 MMS, GOOSE o SAMPLED VALUES según aplique; III) medidores de energía multifuncionales mediante IEC 61850 MMS; IV). Estación Meteorológica (EM) mediante protocolo Modbus TCP, IEC 60870- 5-104 0 DNP3; adicionalmente contará con la posibilidad de recibir señalización de estados o alarmas de sistemas auxiliares usando módulos de entradas y salidas digitales o controladores (PLC).

La sincronización de tiempo, deberá realizarse a través de un reloj GPS para el SCADA, que envía la señal de tiempo a los dispositivos de control y comunicaciones del proyecto (relés de protección o IED, medidores de energía, entre otros).

El sistema SCADA requerido deberá cumplir con las especificaciones aquí indicadas y será responsabilidad del CONTRATISTA su correcto funcionamiento.

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Se deberá tener en cuenta las Funciones principales del sistema de monitoreo descrito en el ítem 10.3.1 de las que se hace énfasis en las siguientes:

• Supervisión de la estación meteorológica

• Supervisión y control de los inversores y equipos asociados

• Supervisión de los equipos eléctricos en estaciones elevadoras, SWITCHGEAR y sistema BESS como relés de protección (IED), medidores de energía, estado de contactos auxiliares, interruptores de celdas, entre otros.

• Monitoreo y análisis de datos de la granja fotovoltaica

• Procesamiento y almacenamiento de datos

Se realizará la integración de los equipos de la granja fotovoltaica con el sistema SCADA usando switch de red para cableado en cobre SFTP y cable de fibra óptica según los diseños. Considerar los ODF correspondientes a la salida y llegada de fibra óptica.

9.2 NIVEL DE MONITOREO REMOTO DE LA GRANJA FOTOVOLTAICA

El CONTRATISTA tiene dentro del alcance realizar la integración del sistema SCADA de la granja solar con el sistema PMS, donde se deberá establecer un enlace de comunicación por medio de cable de F.O de 48 hilos monomodo tipo ADSS suministrado e instalado sobre la infraestructura existente de la red eléctrica de SOPESA, con una topología de red estrella redundante (PRP) y un protocolo de comunicación IEC 60870-5-104. Para conocer con mayor detalle el enlace de comunicación referirse a los documentos [5] y [6].

10. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE EQUIPOS

10.1 EQUIPOS Y ELEMENTOS DE NIVEL 0, 1 Y 2 (HARDWARE).

La arquitectura del SCADA será considerada bajo una estructura Cliente/Servidor, donde se incorporarán funcionalidades avanzadas para la exportación de la información. El SCADA y demás equipos de la granja fotovoltaica deben estar conformados de tal manera que cumpla con los lineamientos en ciberseguridad para los sistemas de control y automatización industrial, que permitan la mitigación del riesgo empresarial de ciberataques, fuga o perdida de información en la operación. El sistema debe cumplir con los requerimientos bajo los estándares de la NERC-CIP.

Todos los equipos y componentes deben ser nuevos y de la mejor calidad, robustos, para aplicaciones de tipo industrial, de fabricantes altamente reconocidos nacional e internacionalmente, adecuados para los propósitos especificados, condiciones ambientales o factores externos, interoperable, escalables y modulares para integración futura de otros sistemas, y ser parte de una familia de equipos compatibles con el fin de minimizar los costos de capacitación y mantenimiento. Se debe garantizar también que éstos sean de última generación y permanecerán en el mercado por lo menos durante diez (10) años.

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El hardware debe ser fabricado, ensamblado y documentado con mano de obra altamente calificada y debe cumplir con los estándares de calidad del fabricante original y del suministrador.

10.1.1 Gabinetes de comunicaciones de nivel 1

Se contará con gabinetes de comunicaciones y control de nivel 1 para cada subsistema (BESS, celdas o switchgear y estaciones elevadoras), en donde los gabinetes deben ser normalizados en todo el proyecto, con medidas estándar de mercado y con un mismo color, a indicar por el cliente. Debe tener en su parte frontal un rack abatible con medida de 19” de ancho que permita la instalación de equipos como ODF, Switches de red, Medidores, PLC, IED entre otros equipos que sean para montaje en rack. Debe considerarse un grado de protección IP para su instalación en interiores.

El gabinete debe ser suministrado con los equipos consumibles, tales como canaletas, rieles DIN, iluminación, calefacción, tomas, cableado, terminales internas, MCB de AC y de DC, entre otros.

Adicional a los suministros, el ítem incluye la elaboración de los diagramas esquemáticos y de conexión de todos los elementos internos del gabinete, así como de la mano de obra de conexionado interno y montaje en sitio.

Finalmente, el gabinete debe ser instalado en sitio, incluyendo labores como el anclaje físico al piso, el conexionado con las fuentes de servicios auxiliares, conexiones físicas de cables hacia otros gabinetes y la conexión con el rack de comunicaciones ubicado en el mismo shelter.

Para conocer con mayor detalle las características técnicas referirse al apartado 10.2.7.

10.1.2 Contenedor o gabinete de comunicación exterior para cada inversor

Se contará con 12 contenedores asociados a cada inversor, los cuales deberán integrar equipos de comunicación, aire acondicionado, entre otros equipos. Deberá considerarse un grado de protección mínimo IP 65 para su instalación en exteriores. Además se propone que la instalación de cada gabinete se realice sobre las estructuras asociadas a las mesas de los paneles fotovoltaicos.

En estos se ubicarán los switch de red capa 2 y ODF, para garantizar una topología de red anillada, además de permitir el uso de cable de fibra óptica para el conexionado entre inversores y el switch de red ubicado en el gabinete de nivel 2, debido a que estas distancias superan los 100 metros.

Si la referencia del inversor seleccionado por el EPCista permite realizar comunicación en topología anillo entre los inversores y la distancia entre los inversores permite una conectividad sin problema, el EPCista deberá realizar los ajustes de la ingeniería teniendo como premisa reducir la cantidad de tableros de comunicación entre los inversores y el sistema SCADA. Adicionalmente, el gabinete de comunicación exterior debe cumplir con las

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Archivo: ECP-21007-IB01-0-INS-ET-002 17 de 89 distancias recomendadas para la instalación del inversor para garantizar el flujo de aire en los inversores.

El gabinete debe ser suministrado con los equipos consumibles, tales como canaletas, rieles DIN, iluminación, calefacción, tomas, cableado, terminales internas, MCB de AC y de DC, entre otros.

Adicional a los suministros, el ítem incluye la elaboración de los diagramas esquemáticos y de conexión de todos los elementos internos del gabinete, así como de la mano de obra de conexionado interno y montaje en sitio.

Para conocer con mayor detalle las características técnicas referirse al apartado 10.2.9.

10.1.3 Gabinete de comunicaciones de inversores - BESS

El contratista deberá instalar un gabinete para interiores que integre los switch de red para permitir una topología anillada, en caso de que el proveedor no garantice puertos de comunicación redundante en los inversores.

El gabinete debe ser suministrado con los equipos consumibles, tales como canaletas, rieles DIN, iluminación, calefacción, tomas, cableado, terminales internas, MCB de AC y de DC, entre otros.

Adicional a los suministros, el ítem incluye la elaboración de los diagramas esquemáticos y de conexión de todos los elementos internos del gabinete, así como de la mano de obra de conexionado interno y montaje en sitio.

Para conocer con mayor detalle las características técnicas referirse al apartado 10.2.10.

10.1.4 Switch de red de nivel 0, 1 y 2

Los switches de red de nivel 0, 1 y 2 deberán ser de capa 2 del modelo OSI, permitiendo la creación y configuración de VLAN que permita segmentar el tráfico de la red según los diseños de la misma, además de soportar SNMP y Multicast MAC filtering. Todos los switches de red alcance del suministro del EPCISTA, deberán ser de marcas reconocidas que garanticen un adecuado funcionamiento y que cumplan con las características técnicas indicadas en esta ingeniería.

Se sugiere dirigirse a los apartados 10.2.2, 10.2.3 y 10.2.4 de este documento para una información detallada de las características técnicas mínimas que debe cumplir este equipo de comunicaciones, también se sugiere referirse al documento “Arquitectura de sistemas de automatización y comunicaciones granja solar” [1], para una correcta comprensión de la integración de este equipo al sistema.

10.1.5 Medidores

Los medidores deberán poder integrarse a la red LAN de nivel 2 a través de los switches de red de nivel 1, además deberán poder ser marcados con estampa de tiempo a través de

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Archivo: ECP-21007-IB01-0-INS-ET-002 18 de 89 protocolo PTP, NTP o mediante cableado por protocolo IRIG-B, según sea el caso. También es importante resaltar que dos (2) de los siete (7) medidores a implementar, deberán contar con la función de tarifación y estos estarán ubicados en las celdas respectivas para línea de 13,2 kV y en la celda de reserva.

El contratista deberá garantizar que los medidores permitan una comunicación redundante PRP en topología doble estrella, en caso de que el proveedor no garantice esta facilidad el contratista deberá hacer uso de un Redbox para facilitar una comunicación redundante.

Así mismo, es importante precisar que se omite el uso de medidores de cadena, ya que se recomienda instalar inversores, donde el proveedor garantice dicha funcionalidad de medida.

Para conocer con mayor detalle las características técnicas referirse al apartado 10.2.14.

10.1.6 ODF (distribuidor de fibra óptica)

El distribuidor óptico u “ODF” debe ser apto para instalación en bastidores de 19”.

Los ODF de interfaz con el PMS deberán tener una capacidad para conexión de por lo menos 48 fibras ópticas monomodo por el método de fusión a los latiguillos o “pig-tails” del distribuidor, los cuales deben estar incluidos.

Para los ODF que integran el gabinete de comunicación asociado a cada uno de los inversores deberán tener como mínimo una capacidad para conexión de 6 fibras ópticas multimodo por el método de fusión a los latiguillos o “pig-tails” del distribuidor, los cuales deben estar incluidos.

Y los ODF de interfaz entre cada uno de los niveles 1 y el nivel 2, deberán tener una capacidad de conexión de 6, 12 hilos de fibra óptica multimodo según el caso.

Los latiguillos de fibra deberán ser del mismo tipo de fibra del cable suministrado, con conector terminal tipo LC y un espesor mínimo de 2,0 mm, aptos para resistir manipulaciones durante labores de fusión o re-fusión y con la longitud suficiente para estas labores y para reserva de fibra en el ODF.

Deberá tener dos zonas diferenciadas: una para empalme y otra para conexión. La zona de empalme deberá contar con al menos dos bandejas de empalme o fusión, cada una con capacidad de 24, 12, 6, o 3 fibras según aplique y con los accesorios de protección y fijación de cada par de fibras fusionados a la bandeja; peines, capilares termoretráctiles, etc., los accesorios para albergar y organizar reserva de fibra y los accesorios para sujeción de los tubos de protección a la bandeja. La zona de conexión deberá tener capacidad para mínimo cuatro placas de conexión con al menos seis adaptadores tipo LC hembra (tres dúplex) cada una, ubicados en forma angulada para protección visual y facilidad de organización de cable.

Los adaptadores de todas las placas de conexión que se usen deben venir con su elemento de protección o tapón para evitar el ingreso al adaptador de polvo o partículas similares. En forma similar los terminales conectores de los latiguillos deben tener un tapón.

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El ODF deberá suministrarse con todos los accesorios para fijación de reserva de longitud extra de latiguillos y de tubos de protección de fibras, los accesorios para fijación de al menos dos cables ópticos a su carcasa y los accesorios para instalación y fijación del ODF al bastidor.

Deberá tener capacidad para recibir y fijar un cable de fibra en un formato de 1U de altura.

Para conocer con mayor detalle las características técnicas referirse al apartado 10.2.5.

10.1.7 IED (inteligent electronical device)

Los IED’s deberán contar mínimamente con la capacidad de integrarse al resto del sistema a través de protocolo IEC 61850 MMS en topología doble estrella PRP, deberán contar con por lo menos 2 puertos de fibra óptica multimodo, además de poder sincronizarse a través de PTP o IRIG-B.

Estos se encargaran del control y protección de los equipos asociados y se ubicaran en cada una de las celdas.

El CONTRATISTA será responsable de las adecuaciones metal-mecánicas a las que haya lugar en las respectivas celdas para la correcta instalación de los IED de control y protección y demás equipos auxiliares necesarios para la correcta implementación de la solución completa de nivel 1, que incluya la interfaz cableada hacia los elementos de nivel 0 y las interfaces de comunicación mencionada hacia el nivel 2 y demás interfaces del sistema

SCADA.

Para conocer con mayor detalle las características técnicas referirse al apartado 10.2.13.

10.1.8 Cables de fibra óptica multimodo

Se deberá suministrar cable de fibra óptica dieléctrico de 24, 12 o 6 hilos, según sea el caso, para tendido.

Debe tener armadura dieléctrica y sus respectivas protecciones contra la humedad y los roedores.

Todos los enlaces de fibra óptica considerados para la interfaz de comunicación entre los gabinetes de comunicación de nivel 1 (BESS, switchgear y estaciones elevadoras) y el rack de comunicaciones ubicado en cuarto de control de nivel 2 deberán ser considerados tipo multimodo.

Adicionalmente los enlaces fibra óptica de comunicación entre los gabinetes de las estaciones inversoras y el gabinete exterior en caso de ser requerido para la estación meteorológica, deberán ser considerados tipo multimodo.

Para conocer con mayor detalle las características técnicas referirse al apartado 10.2.12.

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10.1.9 Patchcord

Todo cableado al interior de gabinetes, podrá ser mediante la utilización de patch cord, sin embargo, para cableado entre gabinetes que no estén contiguos, deberán considerarse ODF de interfaz y cable de fibra óptica con protección mecánica y de roedores.

Se deberá suministrar cordón conector de fibra o “patch-cord” tipo dúplex certificado de fábrica. Dicha certificación deberá incluir al menos los valores probados de atenuación o pérdidas de inserción y reflectancia.

Deberá ser del mismo tipo de fibra del cable dieléctrico terminal o de los “pig–tails” del ODF y deberá tener terminales conectores LC.

Deberá tener un recubrimiento que lo proteja de manipulaciones indebidas durante las conexiones, con un espesor mínimo de 2,5 mm, pero flexible para facilitar la conexión a los equipos y la organización en los bastidores. La longitud deberá ser apropiada para conectar al equipo activo ubicado en un gabinete contiguo al del ODF, de modo que esta conexión no sea forzada en ningún extremo, quede reserva de longitud y ésta pueda organizarse a la salida de cada extremo y en los bastidores.

El cordón debe venir con su elemento de protección o tapón para evitar el ingreso de polvo o partículas similares a cada uno de sus dos terminales.

Para conocer con mayor detalle las características técnicas referirse al apartado 10.2.11.

10.1.10 Rack de comunicaciones o gabinete de nivel 2

El Rack alojará los equipos de comunicaciones del sistema de monitoreo y/o supervisión (SCADA) y seguridad o vigilancia electrónica (CCTV) de la granja fotovoltaica de Providencia; el cual deberá cumplir con las especificaciones indicadas a continuación.

Deberá ser suministrado con sus respectivos equipos y accesorios, tales como: switch de red, switch de CCTV, patch cords, servidores SCADA, GPS, NVR, firewalls, entre otros.

El Rack debe ser estándar de 19” (pulgadas) cuatro (4) rieles o postes, auto-soportados, cerrados de 42U para uso interior, certificado UL 60950 y bajo el estándar EIA-310-D, con multi-toma eléctrico - PDU (Power Distribution Unit) vertical, con tomas dobles con polo a tierra cada 200 mm. El rack debe contar con patas de nivelación, un espacio mínimo de 200 mm entre rack y pared lateral para organizar el cableado, el manejo del cableado de alimentación eléctrica y el cableado del sistema de aterrizaje para telecomunicaciones.

Dimensiones determinadas para los gabinetes serán (las dimensiones estarán sujetas a los diseños planteados por el CONTRATISTA): 800mm x 2200mm x 1000mm (Ancho x Alto x Profundo). Las posiciones de Unidad de Rack deben ser numeradas de acuerdo al estándar de marcación de abajo hacia arriba. Deberán ser metálicos y con acabado en polvo epoxi de alta resistencia. Cualquier desviación deberá se validada y aprobada por Ecopetrol.

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El tono de la pintura deberá la uniformidad con los demás tableros de control. El grado de protección IP según IEC 60 529 debe ser IP20. Se debe incluir bolsillo para almacenamiento de planos.

El cableado interno de los gabinetes debe hacerse en tal forma que permita un fácil acceso e intervención en labores de mantenimiento.

Los gabinetes deben tener una barra de cobre continua para tierra, con borne para conectar un cable de puesta a tierra localizada en la parte inferior del gabinete. Esta barra debe tener previsión para la conexión de las pantallas de los cables y equipos. El estudio de puesta a tierra será responsabilidad del CONTRATISTA.

Para conocer con mayor detalle las características técnicas referirse al apartado 10.2.6.

El Racks se deberá suministrar mínimamente con los equipos indicados a continuación.

10.1.10.1 DPS

Dispositivo de protección contra sobretensiones transitorias, para proteger el Router y demás equipos activos que se instalen en el rack.

Para conocer con mayor detalle las especificaciones mínimas garantizadas de este equipo, referirse al documento [10].

10.1.10.2 PDU

Para la alimentación eléctrica de los equipos albergados en el rack, debe ser suministrado al menos una PDU, para conexión de equipos a 208/120 Vca.

Para conocer con mayor detalle las especificaciones mínimas garantizadas de este equipo, referirse al documento [10].

10.1.10.3 Paneles de conexión (patch panel)

Los patch panel deberán ser para montaje en racks de 19” y deberán permitir la marcación del patch panel acorde con la norma de administración EIA/TIA-606. Será responsabilidad del CONTRATISTA garantizar la cantidad necesaria de patch panel, garantizando la conexión de todos los equipos que lo requieran y dejando disponibilidad del al menos el 25% de la totalidad de puertos.

10.1.10.4 Patch cord de fibra óptica

Patch cord de fibra óptica con conectores correspondientes al diseño, deberá cumplir con la norma EIA/TIA-568-C.3 (Optical Fiber Cabling Components). Será responsabilidad del CONTRATISTA garantizar la cantidad necesaria de patch cord, garantizando la conexión de todos los equipos que lo requieran.

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10.1.10.5 Patch cord SFTP

Todos los equipos deberán ser suministrados con sus respectivos patch cord de cable S/FTP, terminados en sus extremos con terminales RJ45, debidamente conectorizados y certificados, categoría 6, sin que presenten daños o pérdidas por una mala conectorización.

Los patch cord deben estar conectados a los respectivos patch panel. Será responsabilidad del EPCista garantizar la cantidad necesaria de patch cord, garantizando la conexión de todos los equipos que lo requieran.

Debe cumplir con las normas ANSI/TIA-568-C.2, ISO/IEC 11801 Clase EA, ANSI/TIA-1096- A, listado UL.

10.1.10.6 Dispositivos auxiliares

El Rack debe tener los…