La transición energética está transformando rápidamente el sistema eléctrico. La creciente integración de energías renovables, el aumento del autoconsumo fotovoltaico y la electrificación de nuevos usos como la movilidad eléctrica o la climatización están cambiando la forma en que se genera y se consume la electricidad. Estos cambios plantean nuevos retos para las redes de distribución, que deben gestionar flujos de energía cada vez más variables y descentralizados.
En este contexto, las redes pueden experimentar situaciones de congestión, sobretensión o subtensión, especialmente en sistemas con una elevada penetración de generación renovable distribuida. Estos fenómenos pueden comprometer la calidad del suministro y limitar la capacidad de la red para integrar nuevos consumidores o generadores.
Principales problemas en la red de distribución eléctrica
- Congestión en la red de distribución
La elevada presencia de renovables, centros de datos u otras grandes cargas puede saturar la infraestructura existente, limitando la posibilidad de establecer nuevas conexiones e incluso provocando restricciones operativas o desconexiones de elementos previamente conectados.
- Caídas de tensión (subtensión)
Sobrecargas del sistema, equipos que demandan demasiada corriente o redes con largas distancias de suministro pueden provocar que la tensión caiga por debajo de los niveles aceptables.
- Sobretensiones y picos de tensión
Un excesivo aumento del consumo puede provocar sobretensiones en la red eléctrica. Las elevaciones de tensión, incluso cuando se producen en forma de picos de corta duración, pueden dañar componentes eléctricos y equipos electrónicos conectados a la red.
- Distorsiones y armónicos en la red
La presencia de cargas no lineales puede distorsionar la forma de onda eléctrica, comprometiendo la calidad del suministro.
Una posible solución para mitigar estos problemas consiste en incorporar mecanismos de flexibilidad energética en la operación de la red. En este contexto, dotar al sistema de la capacidad de desplazar o ajustar determinadas cargas puede ayudar a evitar muchos de los eventos indeseados que comprometen la capacidad de suministro.
Sea cual sea la solución que se adopte para mitigar estos problemas, el primer paso es poder detectarlos o predecirlos. De ahí la gran importancia de las herramientas de predicción en este ámbito.
Algoritmos avanzados para anticipar problemas en la red
En el ámbito del proyecto PISTIS, CARTIF ha desarrollado un algoritmo capaz de anticipar eventos en la red eléctrica, como congestiones, sobretensiones o subtensiones. Este algoritmo se plantea como un problema de optimización no lineal que permite responder a dos preguntas clave: si se producirá un evento en la red y, en caso de presentarse, qué variación de consumo debe producirse en cada uno de los nodos de la red para evitarlo. Entre todas las soluciones que cumplen con las restricciones del problema de optimización, el algoritmo selecciona aquella que implica la menor desviación posible respecto a la demanda prevista. Si en algún nodo de la red la variación de consumo necesario para que no se produzca un evento supera un umbral determinado, se considera que se producirá el evento, ya que la demanda prevista no sería compatible con operar dentro de los límites establecidos.
Soluciones de CARTIF en flexibilidad energética
Además de las actividades desarrolladas en el proyecto PISTIS, CARTIF participa en diversas iniciativas relacionadas con la flexibilidad eléctrica y la respuesta a la demanda. En el proyecto CERFlex, en colaboración con CUERVA, CARTIF desarrolló algoritmos para la predicción y el control de cargas eléctricas flexibles en comunidades energéticas rurales, así como herramientas para facilitar el intercambio de energía entre iguales. En GeMICE, junto con IGNIS, CARTIF contribuyó al desarrollo de una plataforma digital para la gestión de comunidades energéticas y la creación de mercados internos para compartir excedentes de energía renovable. En el proyecto GEDERA, coordinador por CEMOSA, CARTIF trabajó junto a otras empresas en un arquitectura multiagente para redes eléctricas inteligentes orientada a la predicción, planificación y gestión de cargas flexibles en edificios, con especial atención a la recarga inteligente de vehículos eléctricos. Finalmente, CARTIF participa actualmente en el proyecto europeo ENFLATE (GA 101075783), que busca habilitar la provisión de flexibilidad eléctrica mediante servicios basados en datos y soluciones digitales.
Soluciones como estas contribuyen a mejorar la gestión de las redes eléctricas y a facilitar la integración de energías renovables en el sistema energético. En este sentido, CARTIF continuará trabajando para apoyar la transición hacia sistemas energéticos más sostenibles y eficientes.
Descubre las capacidades de CARTIF en materia de optimización de la gestión de la red eléctrica o integración soluciones de flexibilidad
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