La evolución de la red inteligente

Japón enfrenta un desafío de suministro de energía único debido a sus dos redes eléctricas totalmente incompatibles. El extraño sistema es un legado del 19 ^th Century, cuando los proveedores locales en Osaka usaban generadores de 60Hz, mientras que los equipos alemanes comprados en Tokio funcionaban en una frecuencia de 50Hz.

Aquí, Nick Boughton, gerente de ventas del integrador de sistemas, Boulting Technology , explica cómo el cronograma de la modernización de la red eléctrica, incluida la convergencia de sistemas dispares, ha llevado a la evolución de la red inteligente.

A principios del 20 ^th siglo, las redes locales en todo el mundo estaban creciendo, impulsadas por las demandas de la revolución industrial. Las redes eléctricas, que se volvieron muy grandes, maduras y altamente conectadas en la década de 1960, pudieron medirse por usuario, lo que permitió una facturación adecuada de acuerdo con el consumo variable de los diferentes usuarios. Sin embargo, la limitada capacidad de recopilación y procesamiento de datos hizo que los acuerdos de tarifas fijas fueran comunes.

Junto con las opciones de facturación menos que ideales, la creciente demanda de energía significó que el suministro a veces superó la demanda, particularmente en las horas pico y la calidad de la energía se vio afectada. Entre las décadas de 1970 y 1990, eventos como apagones, cortes de energía y caídas de voltaje, donde el voltaje se cae durante minutos u horas, no fueron infrecuentes en muchos países desarrollados.

Milenio

Más recientemente, desde el cambio de siglo, la tecnología ha avanzado a una etapa en la que se han superado muchas de estas limitaciones. Ya no es necesario calcular el promedio de los precios máximos de la energía y transferirlos a los clientes domésticos y comerciales por igual.

Sin embargo, también se han hecho evidentes nuevos desafíos, incluida la inestabilidad de la energía renovable. La preocupación por el daño ambiental de las centrales eléctricas de combustión fósil y la renuencia a utilizar la energía nuclear ha dado lugar al uso de tecnologías de energía renovable a gran escala.

Según el Informe de estado global de REN21 , El 19,3% de la energía final consumida mundial fue proporcionada por energías renovables, y las renovables modernas aumentaron su participación a aproximadamente el 10,2%. La capacidad de energía renovable creció mediante el uso de células solares fotovoltaicas, mientras que la energía hidroeléctrica siguió representando la mayor parte de la generación.

La energía renovable es clave para combatir el cambio climático, pero produce energía altamente variable, lo que podría conducir a márgenes de energía más bajos e incluso potencialmente a apagones en días nublados y tranquilos. Estos riesgos, combinados con la necesidad de una red altamente distribuida con energía generada y consumida en todas partes, ha llevado al desarrollo de redes inteligentes.

Inversión

El primer paso en una actualización de la red inteligente es mejorar la infraestructura, para producir lo que China ha llamado Strong Grid. A continuación, se agrega la capa digital, lo que hace que la red sea inteligente, seguida de la transformación de los procesos comerciales, que es necesaria para capitalizar la inversión. Hoy en día, gran parte de este trabajo se agrupa como actualizaciones de redes inteligentes.

La red inteligente es el objetivo final para aprovechar el conjunto completo de funciones disponibles para las redes eléctricas. Estos incluyen tecnología de estimación de estado, que mejora la detección de fallas y permite la autorreparación y múltiples rutas de energía que mejoran la confiabilidad, la resistencia y la flexibilidad.

Las redes inteligentes modernas también pueden manejar el flujo de energía bidireccional, avanzando más hacia el objetivo de la generación distribuida. Esto se logra permitiendo que la energía de las celdas fotovoltaicas, las celdas de combustible y la carga de las baterías de los automóviles eléctricos inviertan el flujo. El flujo bidireccional aumenta la seguridad al tiempo que reduce los problemas de confiabilidad de manera inteligente.

Los algoritmos pueden utilizar datos retroalimentados al sistema para predecir cuántos generadores de reserva se necesitarán para hacer frente a los rápidos aumentos en la carga de la red. Esto promueve la reducción de la carga que puede eliminar los problemas de estabilidad.

Las redes inteligentes son una evolución natural de la red eléctrica para la mayoría de los países y una opción obvia para los países en desarrollo que invierten en infraestructura eléctrica o que actualizan las ciudades para convertirlas en ciudades inteligentes. Los beneficios han dado lugar a resultados en una calidad de energía más estable para propiedades comerciales, fabricantes y otras industrias por igual.

Las redes inteligentes eliminan o tienen en cuenta de manera eficaz muchos problemas de calidad y confiabilidad de la energía. A pesar de las muchas ventajas de una actualización de red inteligente, las redes independientes de Japón pueden requerir más trabajo antes de ser compatibles.

El autor de este blog es Nick Boughton, gerente de ventas del integrador de sistemas, Boulting Technology