Smart Grid, la nueva era de la red eléctrica

En las últimas dos décadas el sistema eléctrico ha evolucionado considerablemente debido a la llegada de nuevos actores que han conseguido que la distribución de la energía sea de carácter descentralizado. Antes de esta nueva situación, la red eléctrica presentaba un flujo de energía unidireccional desde las centrales de generación centralizadas hasta las cargas de los consumidores finales. Ante la llegada de uno de estos actores, los recursos energéticos distribuidos, o en terminología inglesa Distributed Energy Resources (DER), han provocado que se presente un desplazamiento de energía bidireccional. Este hecho implica que la gestión de la energía se lleve a cabo de forma diferente a la que hasta el momento se estaba realizando.

Debido a un consumo energético en aumento y una dependencia energética creciente en las ciudades y en el sector industrial se precisa de un avance en la red con el objeto de proporcionar una mayor eficiencia combatiendo así el calentamiento global del planeta. De hecho esta necesidad de establecer una red más eficiente ha sido una de las principales conclusiones del World Energy Outlook del año pasado. Dentro de esta evolución deben contemplarse actores como el vehículo eléctrico y el almacenaje que permitirán reducir ese calentamiento presente en las actuales ciudades.

Los DER se han ido implantando en conexión a las redes de Alta Tensión (AT), así como en las redes de distribución de Media Tensión (MT). Es ahora cuando se ha empezado a implantar en las redes de Baja Tensión (BT), en forma de autoconsumo en usuarios particulares.

El camino necesario a seguir para poder ejecutar esta evolución en la red eléctrica es el concepto Smart Grid. Este avance tecnológico consiste en proporcionar de forma distribuida más inteligencia a la red con el objeto que todos los actores de la red establezcan un vínculo mayor, propiciando la aparición de un modelo descentralizado.

El concepto Smart Grid podría definirse a través de cuatro pilares fundamentales: Smart Network (SN), Smart Operation (SO), Smart Metering (SM) y Smart Generation (SG). Cabe destacar que estos cuatro pilares se han ido implementando desde hace años pero es ahora, en que las tecnologías de la información y la comunicación han sufrido una evolución significativa, cuando han empezado a implementarse en la red eléctrica de forma masiva.

Smart Network

El pilar que inicialmente empezó a implementarse en la red eléctrica fue la automatización de la misma, conocida por el nombre de Smart Network. El objetivo de este pilar consiste en establecer una inteligencia distribuida entre los diferentes equipos de control y protección así como centros de control que intervengan en la automatización de la red. Esta automatización se ha ido realizando durante años aunque ha sido a partir de la aparición de tecnologías como el Power Line Communication (PLC) o estándares interoperables como el IEC61850 que están permitiendo unir más los conceptos de protección y control.

Por otro lado no debe olvidarse que la evolución de protocolos como el IEC 101, al IEC 104 y la evolución de los medios de comunicación han permitido mejorar el telecontrol en el entorno eléctrico. Este avance está permitiendo establecer mejoras considerables en las operaciones de automatización de la red de forma directa e interoperable llegando a optimizar aún más los costes de explotación.

Smart Operation

Gracias a la automatización llevada por el SN así como el mayor conocimiento del consumo en cada punto del sistema se ha podido mejorar la gestión de la red, conocida por el término Smart Operation. A partir de sistemas como los Distribution Management System (DMS) se pueden llevar a cabo configuraciones de la red con el objeto de reducir la energía inyectada, establecer una planificación óptima de futuras inversiones, mejorar las operaciones en la red así como potenciarla detección de defectos a partir de la lógica neuronal.

Estos sistemas pueden integrarse con otros sistemas del gestor de la red, como puede ser un centro de atención a clientes o un sistema de información geográfico, así como la integración de cualquier DER con control propio. Los sistemas DMS van más allá de un propio sistema de control, se trata de una base de datos que contempla el pasado y el presente del sistema avanzándose así a una optimización futura.

Smart Metering

Probablemente el concepto más novedoso dentro de la Smart Grid ha sido el Smart Metering (SM). Este tentáculo ha ido abrazando la red eléctrica con el objeto de dotar al gestor de la red con información en tiempo real del consumo de todos los puntos de la red. Esta visión de la carga de la red permite al gestor de cada parte de la red ofrecer una correcta respuesta a la demanda. Establecer una vinculación directa con los contadores inteligentes, conocidos por el nombre de Smart Meters, ayuda sustancialmente a realizar operaciones de mantenimiento reduciendo los costes. Es a través de plataformas de gestión como los Meter Data Management (MDM), con los que se pueden llevar estas operaciones ya que pueden establecer un vínculo directo con cada Smart Meter y disponer adicionalmente del dato de consumo generando así la factura para cada usuario.

Smart Generation

El último pilar que define la Smart Grid, hace mención a la recopilación de la integración e implantación de los propios DER y del vehículo eléctrico, es decir, de todos los nuevos actores que han empezado a plantear una nueva concepción de la red eléctrica.

Este pilar es conocido por el nombre de Smart Generation, SG, el cual tiene como objetivo la integración de los DER consiguiendo una respuesta a la demanda. Esta integración de los recursos renovables distribuidos permite alcanzar los retos de futuro que se plantean en el adverso sistema energético. No debe olvidarse que la integración del vehículo eléctrico, que permitirá deslastrar emisiones en las ciudades, será un punto clave para la correcta respuesta a la demanda.

Aunque todas estas soluciones no solo son aplicables a la gran red eléctrica sino que pueden ser definidas a una escala más reducida y es aquí donde entra en juego el concepto de microrred. A partir de una situación en la que se presente una red eléctrica de distribución con DERs y usuarios que pueden participar y gestionar sus consumos internamente de forma inteligente se hace necesario aplicar las tecnologías comentadas anteriormente. De esta manera en un polígono industrial, distrito comercial así como en una urbanización o cualquier infraestructura en la que puedan establecerse consumos y generación, la Smart Grid es la solución para hacer una red más eficiente.

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