Una red eléctrica más inteligente y más confiable

A medida que la humanidad se esfuerza por administrar la transición energética, las formas en que generamos y consumimos energía están destinadas a un cambio radical. La red eléctrica que suministra esta energía también debe cambiar y volverse más inteligente para adaptarse a los nuevos proveedores que generan la electricidad y mantener su confiabilidad.

Las fuentes de energía renovables, como la eólica y la solar, implican una variabilidad en el suministro, ya que el sol no siempre brilla y el viento no siempre sopla. El auge de los vehículos eléctricos, los grandes centros de datos y la electrificación de todo también aumentan la demanda de la red. Asimismo, la creciente frecuencia de fenómenos meteorológicos extremos aumenta la posibilidad de que se produzcan cortes de energía más generalizados.

A pesar de estos cambios, las redes deben seguir suministrando electricidad con confiabilidad. Cuando se acciona un interruptor, se espera que los focos se prendan. Pero cuando esto no sucede, los consumidores y los organismos reguladores se percatan de ello. La red debe ser más flexible y resiliente para hacer frente a estos cambios. En resumen, debe volverse más inteligente, es decir, debe tener acceso a la información necesaria para controlar y suministrar electricidad con seguridad a todos los clientes con un tiempo de inactividad mínimo.

En la industria de la energía, la confiabilidad se mide a través del índice de duración promedio de interrupción del sistema (SAIDI), que proporciona el número promedio de minutos que un cliente tipo de una región se queda sin luz por año.

La capacidad de recopilar más información sobre el flujo de electricidad a través de una red puede ayudar a localizar cables defectuosos y reducir el tiempo necesario para restablecer el suministro cuando ocurre un problema, lo que disminuye el tiempo de inactividad y mejora la confiabilidad.

Los sensores proporcionan información crítica sobre los niveles de voltaje y de corriente que circulan por un circuito en un punto específico a lo largo de la red. Esta información puede dar apoyo a una red más resiliente de varias maneras.

Mejor mantenimiento

Algunos sensores pueden detectar fluctuaciones intermitentes en la corriente que no interrumpen el circuito, pero que sí indican la posibilidad de que se genere un corte de energía en el futuro. Al recopilar datos sobre la acumulación de estos picos en la corriente, el personal de asistencia de electricidad podría establecer límites para generar alertas y reparar o reemplazar los equipos defectuosos y así evitar tiempo de inactividad.

Tras la reciente adquisición de Kries, una empresa alemana pionera de redes inteligentes, TE Connectivity también desarrolló un dispositivo que puede detectar una descarga parcial, la cual precede a fallas intermitentes. Cuando se combina con funciones de señalización a distancia, este dispositivo proporciona más información al personal de asistencia de electricidad para evitar, en primer lugar, que se produzcan fallas. Además de mejorar la confiabilidad, reducir el número de fallas a tierra puede disminuir las probabilidades de que estas fallas provoquen incendios forestales en climas secos.

Las fallas se encuentran con mayor rapidez

Por lo general, la detección de fallas en el sistema de distribución requiere que las notificaciones sobre circuitos defectuosos se comprueben de manera manual en las unidades principales de anillo (RMU) o en las carcasas para interruptores de montaje en pedestal, las cuales se encuentran entre las subestaciones y los transformadores en el exterior de casas y negocios. Instalar los sensores indicadores de circuito defectuoso (FCI) en líneas eléctricas puede ayudar a localizar problemas con mayor precisión, lo que permite aislar la falla y desviar la electricidad a partes del circuito que pueden recibirla con seguridad. Reducir el tiempo necesario para localizar la falla también significa que los trabajadores podrán llegar al sitio con mayor rapidez, desviar la electricidad según corresponda y comenzar a solucionar el problema.

Desvío a distancia

Agregar módulos de conmutación a distancia a las RMU puede acelerar aún más el proceso. Con la capacidad de controlar los interruptores de circuito desde un lugar remoto, las empresas de electricidad pueden desviar un circuito de la falla sin tener que enviar al personal para hacerlo. Los sistemas de computación que cuentan con la capacidad de automatizar esta conmutación a distancia pueden acelerar aún más los tiempos de respuesta, ya que el sistema puede desviar la electricidad de forma inteligente tan pronto como detecte una falla.

Este tipo de desvío automatizado también resulta útil para suministrar electricidad a infraestructuras críticas, como hospitales o sistemas de ventilación de túneles. En estos casos, los circuitos podrían conectarse a un suministro eléctrico de reserva. Cuando el sistema detecta una falla, puede desconectar la línea de alimentación defectuosa de manera automática y conectar la que está en buen estado. De esta manera, se restaura la electricidad en cuestión de segundos, lo que, en esencia, equivale en gran escala a un generador para toda la casa.

El desvío automático es un requisito para equilibrar las cargas eléctricas a través de una red inteligente que se alimenta de una combinación cada vez más variada de proveedores de energía. A fin de incorporar cargas intermitentes de fuentes de energía renovables, el personal de asistencia de electricidad deberá ser capaz de procesar inteligencia en tiempo real para equilibrar la oferta y la demanda. Esta tecnología inteligente también se necesitará para incorporar proveedores de energía mucho más distribuidos a la red. Las plantas eléctricas centralizadas que suministran electricidad en la actualidad pueden adaptar su producción en base a la demanda en su zona de servicio. Con el objetivo de mantener un suministro eléctrico constante cuando la oferta y la demanda fluctúan en una amplia gama de proveedores, el personal de asistencia debe tener una visibilidad más clara de todo el sistema que genera y distribuye la electricidad.

La información que estos sensores recopilan también puede servir de base para planear cambios fundamentales en la red a medida que las dinámicas de oferta y demanda de electricidad siguen cambiando. Además, mejor información puede dar apoyo a tareas a largo plazo, como la planeación de ampliaciones o mantenimiento de la red. Si no se sabe con exactitud cuáles son las necesidades de una red de distribución local, es casi imposible actualizar el equipo con eficiencia. Cuando el personal de asistencia tiene mejor noción de dónde aumenta la demanda en la red, les resulta más fácil determinar si pueden enviar la electricidad con mayor efectividad a través de su infraestructura actual o si necesitan ampliarla para seguir prestando servicio a los clientes de manera efectiva.

En el futuro, esta combinación de inteligencia y conmutación automatizada podría ayudar a incorporar modelos alternativos de suministro de energía en un mundo cada vez más electrificado. Incorporar la generación de energía modular a gran escala en las redes inteligentes podría ser útil para restablecer el suministro en distintas áreas después de desastres naturales. La red también podría enviar de manera inteligente el excedente de electricidad a las instalaciones de almacenamiento de baterías que complementan el suministro cuando aumente la demanda. A su vez, propicia soluciones creativas, como la utilización de baterías para vehículos eléctricos o sistemas de alimentación ininterrumpida domésticos para que actúen como una batería distribuida cuando, de otro modo, estarían inactivos, lo que proporciona más flexibilidad para cubrir la diferencia cuando se reduce la producción de energía renovable.

Puede que el futuro no esté tan lejos como parece. En muchos casos, en la actualidad es posible reacondicionar los equipos existentes con dispositivos y sensores actualizados, lo que aporta más inteligencia a la red con rapidez y a menor costo. Estas mejoras podrían ofrecer un valor inmediato al encontrar fallas con más rapidez y aumentar la confiabilidad en la actualidad, a la vez que sientan las bases para un futuro energético más resiliente.