Las renovables revolucionan la red eléctrica (III)

Cuando de produce un aumento inesperado de la demanda o una pérdida casual de la oferta de electricidad —por ejemplo, por causa de la avería en un generador— la red se reequilibra siguiendo un procedimiento que ocupa varias fases. Así pues, el control frecuencia-potencia se organiza en tres niveles: regulación primaria, regulación secundaria y regulación terciaria. Cada uno de estos niveles opera con un margen de tiempo determinado e involucra a unas zonas, más o menos amplias, del sistema eléctrico total.

En una primera fase, en el nivel de la regulación primaria, se solucionan las deficiencias ocasionadas por el fallo de un generador aprovechando la pequeña cantidad de energía adicional con que cuentan cada una de las restantes unidades de generación eléctrica de la red. Es el control más rápido y opera con un margen de tiempo que oscila entre los 2 y 20 segundos. Actúa de forma local en cada generador síncrono, atendiendo a la velocidad de giro del eje. La rapidez con que se aplica este control viene limitada por la propia inercia de los generadores eléctricos.

Sin embargo, si bien esta respuesta automática permite compensar la energía durante varios segundos, también provoca que las unidades de generación eléctrica pierdan impulso y disminuya la frecuencia eléctrica en toda la red, por lo que se hace necesario recurrir a un segundo nivel y a un tercer nivel —regulación secundaria y regulación terciaria— que se inician cuando la pérdida de la frecuencia ya ha sido percibida por los dispositivos de control adjuntos a cada unidad de generación que actúa en la red.

La regulación secundaria opera con un margen de tiempo que oscila entre 20 segundos y 2 minutos y actúa en el ámbito del área de control, atendiendo a la frecuencia y al intercambio de potencia con las áreas vecinas. Aunque en algunos países puede requerirse algo más de tiempo, en general, la regulación terciaria opera con un margen de tiempo superior a 10-20 minutos. Actúa en un ámbito más extenso del sistema eléctrico.  

Persigue un reparto de cargas optimizado de manera que con ello se aseguren suficientes reservas de energía en el sistema eléctrico. En general, la regulación terciaria actúa sobre generadores que pueden estar o no estar acoplados, si bien el margen de tiempo en el que debe actuar hace difícil que unidades térmicas de generación eléctrica no conectadas puedan participar en ella.

Cada unidad reacciona suministrando más combustible a las turbinas, al objeto de conseguir que vuelvan a acelerarse los generadores eléctricos. A las empresas generadoras de electricidad se les paga una cuota por operar a un nivel que quede ligeramente por debajo de su plena capacidad para así proporcionar estas reservas de regulación de frecuencia, de manera que, en caso de necesidad, puedan quedar disponibles en tan sólo 10 segundos y para una duración de hasta 30 minutos. Son plazos de tiempo que resultan variables según la normativa de regulación que se adopte en cada país.

Por otra parte, en el caso de que resultara insuficiente echar mano de la reserva de regulación de frecuencias, se podría acudir entonces a las reservas de regulación auxiliares con que cuenta la red eléctrica, de modo permanente. Por lo general, estas reservas de regulación auxiliares son plantas de gas natural del tipo ‘Peaker’ que están prestas a actuar y ponerse en marcha, en caso de que se produzca cualquier emergencia en la red eléctrica que lo requiera.

Una planta ‘Peaker’ es una planta de generación de energía eléctrica que posibilita que el mercado se dote de aquellos servicios que demanda una gestión eficaz del sistema eléctrico a través de la red. Puede estar basada en una simple turbina de vapor como en un ciclo combinado con varias turbinas de gas y de vapor. Lo importante de las plantas ‘Peaker’ es que puedan iniciarse rápidamente y empezar a suministrar más energía a la red en tan sólo 10-20 minutos.

Sin embargo, y como podemos observar fácilmente, todas estas respuestas se centran exclusivamente en la generación eléctrica. En caso de que estas medidas no fueran suficientes y como último recurso, la red podría empezar a reducir cargas —“load shedding” — cortando el suministro de energía a algunos usuarios para, así, limitar la demanda de energía del sistema eléctrico y volver a equilibrar la oferta con la demanda eléctrica.

Tradicionalmente, algunos usuarios industriales de energía eléctrica reciben su energía en base a contratos que contemplan la interrupción eventual del suministro eléctrico. En caso de necesidad, la aplicación de estos contratos permite a los operadores de la red eléctrica reducir o cortar totalmente el suministro eléctrico a estos clientes, durante el tiempo que dure la emergencia. Ni que decir tiene que, en algunos casos, las pérdidas económicas debidas a los daños ocasionados a estas industrias por el corte de suministro eléctrico llegan a ser muy cuantiosas.

Con respecto al futuro, el sector eléctrico espera desarrollar pronto el control dinámico de la demanda de sistemas —DDC— de manera que ello permita a los operadores de la red eléctrica cortar el suministro eléctrico al menor número posible de cargas sensibles —en particular, las cargas debidas a refrigeración, aire acondicionado y calefacción, etc. El control dinámico de la demanda se activa, o bien mediante la instalación de sensores que midan la frecuencia y otros dispositivos de control, o bien mediante un sistema bilateral de comunicaciones o de doble vía.

Con el control dinámico de la demanda se pretende que el suministro eléctrico que quede interrumpido sólo tenga efecto durante tan sólo unos segundos, o incluso, a lo más, durante unos minutos, hasta que las reservas de regulación auxiliares que constituyen las plantas de generación ‘Peaker’ hayan entrado en servicio. De este modo, es como se consigue que los daños ocasionados por la interrupción del suministro de energía sean muchísimo menores.

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One Response to Las renovables revolucionan la red eléctrica (III)

  1. Sirenita dice:

    Interesante la manera con la que se regula la electricidad. En este blog miqueta a miqueta vamos aprendiendo de todo.

    Sl2 🙂

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