GOOSE entre subestaciones: TR 61850-90-1 y R-GOOSE

Por qué el GOOSE no sale de la subestación

El GOOSE es el mensaje de eventos de IEC 61850 entre IED: posiciones, arranques, bloqueos y disparos. Viaja directamente sobre Ethernet, con una dirección MAC multicast de destino, una VLAN y un APPID, sin cabecera IP. Por eso es rápido y por eso mismo un router no lo reenvía: no tiene dirección IP que enrutar.

Dentro de la subestación eso no es un problema, porque todos los IED comparten la red de capa 2. Pero hay aplicaciones que necesitan llevar un evento a otra subestación: un disparo transferido, una señal de bloqueo, un enclavamiento entre dos subestaciones vecinas o un esquema de protección especial que actúa sobre varias. Para eso hace falta una de dos soluciones.

Opción 1: extender la capa 2 entre subestaciones

El informe técnico IEC TR 61850-90-1, Use of IEC 61850 for the communication between substations (2010), trata el intercambio de información entre subestaciones con IEC 61850, en particular para protección y enclavamiento. La forma más directa de llevar el GOOSE es que la red de transporte entregue un servicio Ethernet de punto a punto o multipunto entre las dos subestaciones, como si fueran una sola red local:

• Un canal Ethernet sobre el multiplexor y la red de fibra, con capacidad dedicada.
• Un servicio de capa 2 sobre una red de paquetes (por ejemplo, un pseudocable sobre MPLS).
• Una fibra directa entre los switches de las dos subestaciones, cuando la distancia lo permite.

La ventaja es que los IED no cambian: publican y reciben el mismo GOOSE. El costo es que el dominio de capa 2 crece, y con él el riesgo de que una tormenta de tráfico o un error de VLAN en una subestación afecte a la otra. El diseño filtra estrictamente qué VLAN y qué direcciones cruzan el enlace.

Opción 2: GOOSE enrutable (R-GOOSE)

El informe IEC TR 61850-90-5 (2012) se escribió para transmitir sincrofasores con IEC 61850 según IEEE C37.118, pero además definió perfiles enrutables para los mensajes GOOSE y de valores muestreados. Esos perfiles, conocidos como R-GOOSE y R-SV, encapsulan el mensaje en UDP sobre IP, con dirección de destino IP multicast o unicast. Como lleva cabecera IP, puede atravesar routers y redes enrutadas entre subestaciones. El propio informe señala que estos paquetes enrutables sirven para transportar datos generales de IEC 61850, no solo sincrofasores.

No todos los IED soportan R-GOOSE. Antes de diseñar sobre esta opción se confirma en la documentación de conformidad de cada equipo (PICS y PIXIT) y con el fabricante.

Seguridad

Un mensaje que puede disparar un interruptor y que viaja por una red enrutada tiene que ir autenticado. La serie IEC 62351 lo cubre en dos partes:

• IEC 62351-6 define la protección de los mensajes GOOSE y de valores muestreados, con integridad y, cuando se pide, confidencialidad.
• IEC 62351-9 cubre la gestión de claves. Para la comunicación de grupo, como el GOOSE, usa el protocolo GDOI de la IETF, extendido para IEC 62351 en el RFC 8052. Un servidor de claves entrega a los publicadores y suscriptores las claves de grupo y su política.

Además, la red entre subestaciones se separa de cualquier red corporativa o pública, y los routers de borde filtran qué direcciones y puertos cruzan. El marco general está en IEC 62351.

Aplicaciones

• Disparo transferido y señales de teleprotección, como alternativa o complemento a los equipos de teleprotección y a los esquemas de teleprotección clásicos. En la práctica, el disparo transferido sigue yendo muchas veces por la teleprotección o por el canal de la diferencial de línea 87L, cuyo desempeño está probado.
• Enclavamientos entre subestaciones, por ejemplo cuando un seccionador de línea depende del estado del extremo remoto.
• Esquemas de protección especial, como el deslastre o la desconexión de generación, que actúan sobre varias subestaciones a partir de una condición detectada en otra.
• Sincrofasores, el uso original de IEC TR 61850-90-5, junto a la red de sincrofasores PMU y PDC.

Qué exige la red de transporte

El GOOSE de disparo pide dentro de la subestación la clase de tiempo de transferencia más exigente de IEC 61850-5. Entre subestaciones, al tiempo de los IED se suma el de la red de área amplia. La guía IEC TR 61850-90-12 trata la ingeniería de esas redes: topología, redundancia, latencia y calidad de servicio, gestión del tráfico y seguridad. El tiempo que exige cada aplicación sale del estudio de protecciones y se comprueba con la red real, en condiciones normales y con la ruta de respaldo.

Cómo se elige

Le ayudamos con su proyecto

En Tiza Group hacemos la ingeniería de comunicaciones entre subestaciones y configuramos IEC 61850, incluidos los GOOSE de disparo y enclavamiento entre subestaciones de alta y extra alta tensión. Escríbanos.

Guías relacionadas

• IEC 61850 GOOSE: cómo funciona, stNum, sqNum y pruebas
• Disparo transferido directo (DTT)
• Multiplexor y red de fibra óptica
• IEC 62351: ciberseguridad para IEC 61850, 104 y DNP3
• GOOSE que no llega o llega tarde
• Teleprotección y 87L sobre redes IP/MPLS: qué cambia
• Redes WAN para subestaciones: IEC TR 61850-90-12
• Canales redundantes de teleprotección: rutas y diversidad
• Comunicaciones de subestación por nivel de tensión

Referencias

• IEC TR 61850-90-1:2010, Use of IEC 61850 for the communication between substations.
• IEC TR 61850-90-5:2012, Use of IEC 61850 to transmit synchrophasor information according to IEEE C37.118.
• IEC TR 61850-90-12:2020, Wide area network engineering guidelines.
• IEC 62351-6:2020, Security for IEC 61850.
• IEC 62351-9:2023, Cyber security key management for power system equipment.
• IETF RFC 8052, Group Domain of Interpretation (GDOI) Protocol Support for IEC 62351 Security Services.

Preguntas frecuentes