Nuevas tecnologías de control auguran una red eléctrica más inteligente para la energía renovable
Las redes eléctricas se diseñaron siguiendo un modelo unidireccional, en el que la energía se genera en lugares centralizados y se envía a los usuarios finales a través de líneas de distribución. El auge de las tecnologías de energía más limpia pone en entredicho este modelo energético descendente: gracias a interfaces y tecnologías inteligentes, las infraestructuras de energía renovable y centrales locales de generación y almacenamiento de energía podrían hacer la red más flexible y fiable, lo que favorecería la comunicación bidireccional entre la empresa de servicio público y los usuarios finales. Si bien las fuentes de energía renovable modifican de muchas maneras el funcionamiento de la red eléctrica, existen ciertas cuestiones que deben abordarse antes de que estas puedan integrarse en la red a fin de mantener la seguridad y la fiabilidad. El proyecto financiado con fondos europeos INCITE, una iniciativa de la Red de Formación Inicial Marie Skłodowska-Curie, reunió a catorce estudiantes de doctorado de diferentes partes de Europa. «INCITE trató de superar la brecha entre la investigación teórica y la puesta en práctica de las aplicaciones de red eléctrica inteligente. Nuestras tecnologías y estrategias de control innovadoras pueden eliminar los obstáculos para hacer realidad este tipo de redes», comenta José Luis Domínguez, coordinador del proyecto.
Convertidores de potencia y potencia variable: problemas de partida de una red eléctrica inteligente
Para integrar y distribuir de manera segura energía de fuentes de energía renovable a la red eléctrica, los operadores no se limitan a conectarlas a la red, sino que utilizan convertidores de potencia. Con todo, un gran número de convertidores de potencia pueden generar armónicos: componentes de corriente y voltaje de alta frecuencia no deseados que pueden desestabilizar el sistema. Las rápidas fluctuaciones en la cantidad de energía generada por las energías renovables son otro factor que puede interrumpir el funcionamiento de la red eléctrica. El equilibrio entre la oferta y la demanda de electricidad debe mantenerse en todo momento a fin de evitar fluctuaciones de frecuencia o un apagón, ya que la red eléctrica tiene muy poca capacidad de almacenamiento. Los investigadores propusieron técnicas de control centralizadas y distribuidas para mejorar el control de los convertidores y favorecer que interactúen de manera que se estabilice el sistema. El uso del control distribuido en la energía eólica para optimizar el funcionamiento de los grandes parques eólicos es un concepto muy nuevo en este campo. Cada agente (turbina eólica) intercambia información con sus vecinos para generar un comportamiento global deseado. Los algoritmos de control que se ejecutan en cada agente le permiten tomar decisiones de forma independiente con información parcial sobre el estado del parque eólico proporcionada por otros agentes. «Las estrategias de gestión avanzadas de INCITE permiten a los parques eólicos prestar servicios auxiliares a la red eléctrica al garantizar el estado de carga óptimo de cada turbina eólica», explica Domínguez.
Tecnologías inteligentes para gestionar una red eléctrica compleja
Los diferentes recursos de la red eléctrica presentan características diferentes y su funcionamiento tiene un efecto enorme en la red eléctrica que no debe pasarse por alto. La planificación y coordinación de estos recursos entre diferentes entidades es fundamental para mantener su eficiencia, para la estabilidad y para proteger a los consumidores, prosumidores y usuarios flexibles frente a las rápidas fluctuaciones de precios. Los investigadores propusieron tecnologías de control para una vigilancia y protección eficientes de la red eléctrica. En particular, desarrollaron métodos para determinar la mejor ubicación de sensores inteligentes en la red eléctrica a fin de obtener una imagen precisa de la misma y, por lo tanto, garantizar que el intercambio de energía tenga lugar de la manera más inteligente y más rentable. Los sensores inteligentes pueden aumentar también la precisión de detección de fallos. Las novedosas estrategias de control de INCITE dirigidas a conservar la estabilidad, la fiabilidad y el funcionamiento seguro de las redes eléctricas están en consonancia con el lema del proyecto «hacer más inteligente la red eléctrica».
Palabras clave
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