Las redes de distribución de energía en el reino unido se basan en estaciones de generación de potencia que suministran energía mediante un sistema de transmisión convencional. Con los años se han convertido en un sistema de reparto de la energía seguro y fiable. Pero las cosas están cambiando. El gobierno británico ha introducido una cuota de producción mínima con recursos renovables del 15 %, una cifra que deberá alcanzarse en 2.020.
Este objetivo requerirá que las redes de transmisión y distribución existentes operen de una forma diferente a la que fueron diseñadas. La energía se generará en grandes parques eólicos marinos en el mar del norte o el norte de Escocia o de las comunidades mediante un esquema de calentamientos de distritos. Será también más común el almacenamiento de energía en las redes de distribución. Cada vez más, necesitamos una red inteligente que pueda recibir energía de todas las calidades y de todas las fuentes – tanto centralizadas como distribuidas – y transmitir suministros fiables, bajo demanda, a consumidores de todo tipo. En otras palabras, se busca una red inteligente.
Entendiendo mejor las redes inteligentes
Sobre el concepto de redes inteligentes o smart que aplicamos aquí, podemos decir que ABB considera una red inteligente como una infraestructura que pone énfasis firmemente en control activo más que en control pasivo. Una buena analogía es el control del tráfico en un tramo de autopista de circulación densa. Fuera de los periodos de circulación pico, los vehículos pueden conducir libremente sin restricciones de velocidad diferentes que la velocidad límite máxima. Pero en los periodos de máxima circulación las señales de aviso imponen límites de velocidad en carriles específicos.
La filosofía de redes inteligentes de ABB comprende cuatro elementos clave: HVDV Light; FACTS; WAMS y distribution network management.
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HVDC light
HVDC light es una tecnología de corriente continua de alto voltaje patentada por ABB, basada en los convertidores de fuentes de voltaje (VSCs) y cables DC extruidos. Es una forma bien probada y amiga del medio ambiente para diseñar sistemas de transmisión de potencia en enlaces submarinos, un sistema de cables subterráneos o interconexión de redes.
HVDC light puede controlar rápidamente tanto la energía activa como reactiva independientemente cada una de otra, y mantener estables frecuencia y voltaje. Esto da total flexibilidad en la localización de convertidores en el sistema AC, ya que los requerimientos de capacidad de cortocircuitos de la capacidad de cortocircuito de la red AC conectada son bajos. Un sistema de transmisión HVDC Light puede hacer mucho más que transmitir energía entre dos puntos – puede también mejorar las condiciones en las redes AC conectadas.
El diseño de estaciones de convertidores HVDC Light se basa en un concepto modular. Para voltajes DC hasta ±150kV, la mayor parte del equipo se instala bajo envolventes en la factoría. Para los mayores voltajes DC, el equipo se instala en edificios. Todo el equipo excepto los transformadores de potencia están en interiores. Las estaciones se diseñan de forma que no necesitan intervención humana. Pueden ser operados remotamente o ser automáticos, basándose en las necesidades de redes AC interconectadas.
El potencial de las aplicaciones HVDC Light incluyen:
Conexión de granjas eólicas.
Conexiones de potencia subterráneas.
Abastecimiento de energía a islas.
Plataformas petrolíferas o gasísticas marinas.
Conexión de la red asíncrona.
FACTS
Los sistemas de transmisión AC flexibles (FACTS) cubren varias tecnologías que realzan la seguridad, capacidad y flexibilidad de la energía. Las soluciones FACTS pueden ayudar a incrementar la capacidad de transmisión de las redes existentes mientras que mantienen o mejoran los márgenes necesarios para operar con estabilidad la red. Como resultado, más energía puede llegar a los con mínimo impacto en el medio ambiente, después de acortar sustancialmente los tiempos de implementación del proyecto, y con costes de la inversión menores – todos comparados con la alternativa de construcción de nuevas líneas de transmisión o plantas de generación.
WAMS
Cuando se toma el control activo del flujo de energía de la red de distribución es esencial controlarlo muy cuidadosamente para desarrollar una completa comprensión de cómo el sistema se compromete bajo toda las circunstancias. Aquí es donde el sistema de control de amplias áreas WAMS (Wide area monitoring systems) trabaja. Los ingenieros de sistemas de transmisión siempre han deseado controlar las operaciones en tiempo real. Pero hasta hace poco tiempo, la falta de potencia de computación, combinada con las dificultades sustanciales en colección, coordinación y sincronización hacía imposible gestionar los datos de la red.
Sin embargo, la situación ha cambiado con nuevos desarrollos en tecnología tales como phasor measurement units (PMU´s). Un PMU es un dispositivo electrónico instalado en las estaciones de generación y subestaciones localizadas en la red de distribución. Usando un sistema de posicionamiento global por satélite (GPS) los datos suministrados por cada PMU se sincronizan en el mismo tiempo base. Controlando los datos en tiempo real, los operadores obtienen datos exactos en tiempo real, los datos son suministrados por cada PMU, sincronizados en la misma base de tiempos.
Controlando los datos en tiempo real, los operadores pueden usar WAMS como sistema de aviso temprano – puede proporcionar bastantes datos a tiempo para tomar toda clase de acciones correctivas necesarias para primero limitar el alcance del impacto de las perturbaciones en el sistema y segundo prevenir problemas mayores.
Distribution network management
Gestionan el sistema global debidos a los sistemas de almacenaje que requieren los sistemas de generación distribuida. Es necesario un sistema de gestión global de las fuentes complejas que se incorporan al sistema.
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