Las redes eléctricas del futuro

Abstract

En los últimos años, grandes esfuerzos se han realizado para incentivar la utilización de nuevas fuentes de energía en la generación de electricidad, y con ello disminuir el uso de combustibles fósiles en la búsqueda de la sustentabilidad y preservación del medio ambiente. Estos incentivos han generado un nuevo escenario para las redes eléctricas, donde los conceptos de flexibilidad, resiliencia y redes inteligentes (Smart Grids) adquieren gran importancia 1 , frente a las necesidades permanentes de calidad y estabilidad. Por una parte, se requiere de flexibilidad para la incorporación de nuevas fuentes de energía, nuevos tipos de consumos y para permitir la operación de forma híbrida interconectando redes de diferentes frecuencias, niveles de tensión, de corriente alterna o de corriente continua. Por otra parte, se necesita resiliencia para mantener la operación del sistema, o su recuperación, frente a grandes fenómenos naturales que atenten contra su infraestructura y la continuidad de suministro. Tradicionalmente, los sistemas eléctricos funcionan clasificando a sus componentes en tres sectores según el rol que cumplen: Generación, Transmisión y Distribución. El primero transforma la energía desde una fuente primaria a energía eléctrica. El segundo, Transmisión, provee la infraestructura y los servicios auxiliares para transportar la energía eléctrica a los centros de consumo. El tercero, Distribución, entrega la energía a niveles de baja y media tensión en centros industriales, urbanos o domiciliarios. Este último sector permite el flujo de potencia en un solo sentido, desde la subestación hacia los consumidores, no existiendo la posibilidad de implementar flexibilidad, flujos de potencia bidireccionales o estrategias que permitan la formación de microrredes u operación aislada en modo isla. Junto a este paradigma se encuentra el uso de dispositivos tradicionales para mantener la estabilidad y la calidad del servicio, entre ellos, transformadores con cambio de derivación, bancos de condensadores y reactores, dispositivos con un alto grado de confiabilidad y eficiencia, pero con una baja capacidad de control y flexibilidad, no permitiendo el uso de estrategias actuales de control, el uso del avance tecnológico en nuevas topologías y dispositivos de electrónica de potencia. De todas formas, algunos avances tecnológicos si han logrado impactar en el sector de transmisión, al incluir el uso de Sistemas Flexibles de transmisión de Corriente Alterna 2 (FACTS, por su sigla en inglés) o la transmisión de energía eléctrica en corriente continua de alta tensión, permitiendo flexibilidad al controlar los flujos de potencia y otras características dinámicas del sistema. Sin embargo, aún es posible realizar un paso más allá respecto a la flexibilización en la operación de las redes eléctricas, sin perjudicar la estabilidad y la resiliencia del sistema, particularmente aplicables al sector de Distribución. En la actualidad, el desarrollo en áreas como la Electrónica de Potencia, Control Automático, Computación, Comunicaciones, Almacenamiento de la Energía, entre otras, ha permitido ampliar la cantidad de participantes en nuestras redes eléctricas, considerando como necesidad clave la integración de Medios de Generación Distribuida, Microrredes, Vehículos Eléctricos y Prosumidores 3 , todos 1 B.