En la actualidad, la sostenibilidad es uno de los pilares fundamentales del desarrollo global. Sin embargo, el camino hacia un futuro sostenible se enfrenta a un desafío complejo conocido como el trilema energético, que consiste en equilibrar tres elementos cruciales: seguridad energética, equidad social y mitigación del impacto ambiental. La transición hacia fuentes de energía más limpias, el acceso equitativo a la energía y la garantía de un suministro fiable son objetivos que, en muchas ocasiones, se encuentran en tensión. En este contexto, las microrredes surgen como una solución prometedora para enfrentar estos desafíos, especialmente dentro de comunidades energéticas que buscan maximizar el uso de recursos locales y renovables, mejorar la resiliencia y asegurar la calidad del suministro eléctrico.

Ventajas de las Microrredes para las Comunidades Energéticas

Las microrredes ofrecen varias ventajas que las convierten en una solución atractiva y eficaz para las comunidades energéticas:

Fig. 1 Propuesta conceptual de comunidades energéticas de acuerdo con el número de conexiones al SDL según la resolución CREG 701 51 de 2024. 

• Autonomía energética: Al operar en modo aislado, las microrredes pueden proporcionar a las comunidades un nivel de independencia energética, permitiendo la continuidad del suministro incluso en casos de interrupciones en la red principal. Esto es particularmente crucial en regiones remotas o en áreas con infraestructuras eléctricas vulnerables.

• Optimización de recursos locales: Permiten el aprovechamiento óptimo de los recursos energéticos locales, como la energía solar, eólica o biomasa, lo que reduce la dependencia de combustibles fósiles y disminuye los costos operativos a largo plazo.

• Resiliencia y seguridad: Aumentan la resiliencia del sistema eléctrico de la comunidad al permitir una rápida respuesta ante fallos o emergencias, mejorando la seguridad energética y protegiendo a la comunidad contra apagones prolongados.

• Participación y empoderamiento comunitario: Permiten a los miembros de la comunidad participar activamente en la generación y gestión de su energía, lo que fomenta una mayor conciencia energética y un sentido de propiedad y responsabilidad compartida.

• Flexibilidad y adaptabilidad: Son altamente flexibles y pueden adaptarse a las necesidades específicas de cada comunidad, escalando según el crecimiento de la demanda o la disponibilidad de recursos. Además, su capacidad de operar tanto conectadas a la red principal como de manera aislada ofrece una versatilidad que es particularmente beneficiosa en entornos cambiantes o de rápida evolución.

• Sostenibilidad y reducción de la huella de carbono: Al integrar fuentes de energía renovable y maximizar su uso, contribuyen significativamente a la reducción de la huella de carbono de las comunidades, alineándose con los objetivos globales de sostenibilidad y lucha contra el cambio climático.

Implementación de microrredes en comunidades energéticas

La implementación de microrredes dentro de las comunidades energéticas no sólo es factible, sino también estratégica. La capacidad de estas redes para proporcionar un suministro energético confiable y sostenible las convierte en una solución ideal para abordar los desafíos que enfrentan las comunidades en su transición hacia un modelo energético más limpio y equitativo. Además, la creciente digitalización y la disponibilidad de tecnologías avanzadas de control y monitoreo permiten a las microrredes operar de manera más eficiente, garantizando una integración fluida de diversas fuentes de energía y mejorando la gestión del consumo.

Servicios ofrecidos por las microrredes

Las microrredes proporcionan una amplia gama de servicios tanto detrás como delante del medidor, esenciales para optimizar el funcionamiento de comunidades energéticas. Estos servicios incluyen:

• Gestión de Carga y Generación: Optimización de la generación local y coordinación con la red principal para equilibrar la carga, priorizar el uso de energías renovables y minimizar las pérdidas.

• Optimización de Energía: Facilitan el autoconsumo, almacenamiento y gestión de la energía, así como la compra/venta en el mercado eléctrico y el intercambio de energía con otras microrredes.

• Resiliencia y Seguridad: Aislamiento y respuesta rápida ante fallos locales, y mantenimiento del suministro durante interrupciones en la red principal, mejorando la estabilidad operativa.

• Estabilidad y Calidad: Regulación del voltaje y frecuencia para asegurar que la energía suministrada cumpla con los estándares de calidad requeridos.

Complejidad del control de las microrredes

A pesar de las significativas ventajas que las microrredes ofrecen en términos de servicios, su control es un desafío técnico complejo. La operación efectiva de una microrred requiere la integración y coordinación de diversas fuentes de energía, sistemas de almacenamiento y cargas, todo bajo un marco que garantiza estabilidad, seguridad y eficiencia.

El control de las microrredes se organiza típicamente en tres niveles jerárquicos:

• Control Primario: Se encarga de la regulación básica y rápida de parámetros críticos como la frecuencia y el voltaje. En este nivel, la prioridad es asegurar la estabilidad inmediata del sistema ante perturbaciones menores.

• Control Secundario: Coordina el intercambio de energía entre la microrred y la red principal o con otras microrredes, ajustando la operación para cumplir con objetivos de optimización como minimizar pérdidas o maximizar el uso de energías renovables.
• Control Terciario: Optimiza el rendimiento económico y operacional a largo plazo, tomando decisiones basadas en el análisis de datos históricos y predicciones futuras. Este nivel se enfoca en la gestión global de la energía de la microrred, incluyendo la compra y venta de energía en el mercado eléctrico.

 Fig. 2 Ejemplo de la gestión de energía, llevada a cabo por el controlador de microrred, tarea que resulta clave para alcanzar la sostenibilidad. 

Cada nivel de control debe operar en sincronía, manejando la complejidad de múltiples variables y condiciones fluctuantes, como cambios en la demanda, disponibilidad de recursos energéticos, y eventos imprevistos en la red. La implementación de esta estructura jerárquica es crucial para garantizar que la microrred opere de manera óptima, pero requiere una tecnología avanzada de automatización y control, así como una sólida experiencia en ingeniería para gestionar eficientemente estas dinámicas complejas.

Metodología para abordar estos desafíos

Abordar los desafíos del control de microrredes requiere tecnología avanzada y un profundo conocimiento técnico. Las herramientas de gemelo digital son esenciales para planificar, diseñar, operar y optimizar las microrredes, ya que permiten simular el comportamiento del sistema bajo diferentes escenarios y validar las estrategias de control antes de su implementación en el mundo real.

Además, se necesita un enfoque integral que incluya control, comunicación, protección y automatización para garantizar que las tecnologías implementadas funcionen de manera cohesiva y eficiente. La formación y experiencia en estas áreas son cruciales para el éxito de cualquier proyecto de microrred.

Estándares IEEE 2030.7 y IEEE 2030.8

Los estándares IEEE 2030.7 y IEEE 2030.8 proporcionan directrices clave para el diseño y operación de microrredes. IEEE 2030.7 define la arquitectura de control de microrredes, mientras que IEEE 2030.8 establece los requisitos de funcionamiento y las prácticas recomendadas para asegurar la interoperabilidad y el rendimiento óptimo del sistema.

Estos estándares son fundamentales para garantizar que las microrredes operen de manera segura, eficiente y conforme a las regulaciones establecidas, facilitando la integración de tecnologías avanzadas y la maximización de los beneficios de las microrredes.

Gemelo Digital ETAP

La plataforma de gemelo digital de ETAP es una herramienta poderosa para modelar, planificar y optimizar microrredes. Permite realizar análisis detallados desde la etapa de planificación hasta la implementación y operación, abarcando estudios de factibilidad, dimensionamiento de equipos, coordinación de protecciones, análisis de estabilidad y más.

Fig. 3 Vista conceptual del ciclo de vida del proyecto microrred y cómo se implementan los gemelos digitales de ETAP en él.

ETAP ofrece una capacidad única para crear modelos precisos de diferentes fuentes de generación, incluidos sistemas de almacenamiento y generación renovable, lo que facilita la evaluación de diversos escenarios operativos y la toma de decisiones informadas.

Gemelo digital en tiempo real OPAL-RT

OPAL-RT complementa las capacidades de ETAP al ofrecer un entorno de simulación en tiempo real para validar las funciones de los controladores de microrredes. A través de Hardware-In-the-Loop (HIL), OPAL-RT permite probar y ajustar los algoritmos de control en un entorno seguro antes de su despliegue, lo que minimiza los riesgos y asegura un rendimiento óptimo del sistema.

La combinación de ETAP y OPAL-RT proporciona una solución integral para el desarrollo y operación de microrredes, permitiendo una integración fluida desde el diseño hasta la validación en tiempo real.

Fortalecimiento de la Sostenibilidad a través de la Innovación de PTI

En PTI, nuestra visión se alinea con la necesidad de construir un futuro energético más sostenible y resiliente. Con más de 24 años de experiencia, hemos liderado la implementación de soluciones de control, automatización, protección y telecomunicaciones para sistemas eléctricos de potencia en Colombia y la región. Nuestra especialización en estas áreas nos ha permitido ser pioneros en el desarrollo de microrredes, incorporando tecnologías avanzadas que optimizan la operación y el control de los recursos energéticos distribuidos (DERs), asegurando que actúen de manera coordinada como una unidad controlable, eficiente y sostenible.

Como líderes en el sector, no solo implementamos tecnologías innovadoras, sino que también jugamos un rol clave en la evolución del marco regulatorio y la adopción de estándares internacionales. La integración de nuestras soluciones, respaldadas por plataformas de gemelo digital como ETAP y OPAL-RT, ha permitido a PTI desarrollar proyectos de microrredes que no solo cumplen con las exigencias técnicas y normativas, sino que también generan un impacto positivo en las comunidades al mejorar la resiliencia, reducir la huella de carbono y empoderar a los usuarios finales. Nuestra experiencia y compromiso con la innovación nos posicionan como el socio estratégico ideal para llevar adelante la transición hacia un sistema energético más limpio y equitativo.

 Fig. 4 Vista conceptual de las pruebas de hardware-in-the-loop aplicables a la validación del control de microrredes bajo los estándares IEEE 2030.7/2017 y IEEE 2030.8/2018. 

Integración intensiva en conocimiento

La implementación exitosa de microrredes requiere también de una integración intensiva de conocimiento y experiencia. PTI, como representante exclusivo de ETAP y OPAL-RT, ofrece un valor único al combinar tecnologías avanzadas con su experiencia en ingeniería y simulación en tiempo real. Su laboratorio de simulación en tiempo real permite realizar pruebas exhaustivas y ajustar los sistemas antes de su implementación, garantizando la fiabilidad y eficiencia de las microrredes.

Además, PTI cuenta con un profundo conocimiento de los estándares y regulaciones aplicables, lo que le permite ofrecer soluciones personalizadas que cumplen con los requisitos técnicos y regulatorios, asegurando así el éxito de los proyectos de microrredes.

Conclusiones

Las microrredes representan una solución clave para enfrentar los desafíos del trilema energético, proporcionando flexibilidad, resiliencia y sostenibilidad en el suministro eléctrico. La integración de tecnologías avanzadas, como los gemelos digitales ETAP y OPAL-RT, es esencial para superar la complejidad inherente al control y operación de microrredes. Además, la experiencia y conocimiento técnico de un integrador especializado, como PTI, son fundamentales para garantizar que las microrredes se implementen de manera eficaz, cumpliendo con los estándares y maximizando los beneficios para las comunidades energéticas.

Con lo anterior, el desarrollo de microrredes es un paso crítico hacia un futuro energético más sostenible, y las herramientas y conocimientos adecuados son imprescindibles para asegurar su éxito en el mundo real.

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Colombia se encuentra en un momento crucial de transformación en su matriz energética, impulsada por la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y de promover la sostenibilidad ambiental. En este contexto, el hidrógeno verde emerge como una alternativa prometedora y estratégica para avanzar hacia un modelo energético más limpio y sostenible.

El hidrógeno verde, producido a partir de fuentes renovables como la energía solar y la eólica, ofrece múltiples ventajas en términos de mitigación de impactos ambientales y diversificación de la matriz energética. En Colombia, donde las energías renovables están experimentando un crecimiento significativo, el hidrógeno verde representa una oportunidad para impulsar el desarrollo económico y tecnológico, al tiempo que se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero.

Los gobiernos de Colombia han reconocido el potencial del hidrógeno verde y han comenzado a implementar políticas y estrategias para promover su producción y adopción en diferentes sectores. A través de iniciativas de inversión y colaboración público-privada, se están sentando las bases para la construcción de una economía del hidrógeno verde robusta y competitiva.

Ante este panorama de transición energética, la implementación de tecnologías avanzadas y herramientas innovadoras se vuelve indispensable. Los gemelos digitales se posicionan como herramientas clave para el diseño, la gestión eficiente y la optimización de infraestructuras dedicadas a la producción de hidrógeno verde, permitiendo maximizar la eficiencia y garantizar la sostenibilidad a lo largo de toda la cadena de valor.

El propósito de este artículo es proporcionar una visión integral de cómo los gemelos digitales no solo facilitan el diseño y la operación de plantas de hidrógeno verde, sino también cómo su implementación puede conducir a una mayor eficiencia, reducción de costos y minimización de riesgos operativos.

Desafíos de la producción de energía sostenible e hidrógeno verde: La producción de energía sostenible, y la generación de hidrógeno verde, enfrentan barreras y desafíos que deben abordarse para garantizar su viabilidad y éxito a largo plazo. Algunas consideraciones clave incluyen:

Fig. 1 Etapas y tipos de barreras que enfrenta la producción de hidrógeno verde en el mundo 

• Sostenibilidad de la red eléctrica: La integración de fuentes de energía renovable variables, como la solar y la eólica, en la red eléctrica puede plantear desafíos en términos de estabilidad y capacidad de carga. La necesidad de modernizar y adaptar la infraestructura eléctrica existente para soportar una mayor penetración de energías renovables es un aspecto crucial a tener en cuenta.

• Altos costos de la energía renovable: A pesar de la disminución de los costos de las tecnologías de energía renovable en los últimos años, los altos costos iniciales de inversión siguen siendo una barrera importante para su adopción generalizada. La reducción de costos a través de la innovación tecnológica y la optimización de los procesos de fabricación es esencial para hacer que la energía renovable sea más accesible y competitiva.

• Altos costos del electrolizador: La tecnología de electrólisis, utilizada para producir hidrógeno verde a partir de agua y electricidad, todavía enfrenta costos significativos de capital. La reducción de estos costos es fundamental para mejorar la viabilidad económica de la producción de hidrógeno verde a gran escala.

• Futuro incierto sobre la tecnología de electrólisis: A pesar de los avances en la tecnología de electrólisis, su futuro desarrollo y mejora, aún presentan incertidumbres. La investigación continua y la inversión en I+D son necesarias para aumentar la eficiencia y la fiabilidad de los electrolizadores y garantizar su competitividad en el mercado.

• Red inadecuada y falta de demanda de hidrógeno: La falta de una infraestructura adecuada para el transporte y almacenamiento de hidrógeno, junto con una demanda aún limitada de este combustible, pueden dificultar la expansión y adopción del hidrógeno verde. Es necesario invertir en la construcción de infraestructuras y promover políticas que impulsen la demanda de hidrógeno en diferentes sectores.

• Cierre financiero de los proyectos y futuro incierto del mercado: Los altos costos de inversión y la incertidumbre en los mercados pueden dificultar el cierre financiero de proyectos de producción de hidrógeno verde. La estabilidad regulatoria y el apoyo financiero adecuado son cruciales para mitigar estos riesgos y promover la inversión en el sector del hidrógeno verde.

• Transporte y almacenamiento del hidrógeno: Las tecnologías para el transporte y almacenamiento seguro y eficiente del hidrógeno aún enfrentan desafíos en términos de costos y seguridad. La investigación y el desarrollo de nuevas soluciones tecnológicas son necesarios para superar estas barreras y facilitar la integración del hidrógeno verde en la infraestructura energética.

El papel fundamental de los gemelos digitales en la transición Energética

Los gemelos digitales son una herramienta innovadora que está transformando la manera en que se planifican, diseñan y gestionan las infraestructuras energéticas en la era moderna. Su aplicación en el sector energético es fundamental en la transición hacia un sistema energético más eficiente, resiliente y sostenible. A continuación, se detallan su definición, función e importancia:

Definición y función de los gemelos digitales en el sector energético: Los gemelos digitales son representaciones virtuales y dinámicas de sistemas físicos o procesos, que permiten simular, analizar y optimizar su funcionamiento en tiempo real. En el contexto del sector energético, los gemelos digitales replican infraestructuras energéticas, como redes eléctricas, plantas de generación y sistemas de almacenamiento, capturando su comportamiento y dinámica con gran precisión.

La función principal de los gemelos digitales en el sector energético es proporcionar una plataforma de simulación y modelado que permita a los operadores y planificadores tomar decisiones informadas y optimizar el rendimiento de las infraestructuras energéticas. Al integrar datos en tiempo real, algoritmos avanzados y análisis predictivos, los gemelos digitales ofrecen una visión integral y detallada de los sistemas energéticos, permitiendo identificar y resolver problemas de manera proactiva, mejorar la eficiencia operativa y optimizar el uso de recursos.

Importancia en la optimización y gestión inteligente de infraestructuras energéticas: La aplicación de gemelos digitales en la transición energética desempeña un papel crucial en la optimización y gestión inteligente de infraestructuras energéticas. Algunas de las formas en que los gemelos digitales contribuyen a este proceso incluyen:

• Análisis y predicción de la demanda energética: Los gemelos digitales permiten modelar y simular diferentes escenarios de demanda energética, lo que facilita la planificación y la toma de decisiones para garantizar un suministro adecuado de energía en todo momento.

• Optimización de la generación y distribución de energía: Mediante la simulación de sistemas de generación y distribución de energía, los gemelos digitales ayudan a identificar oportunidades de optimización, como la mejor ubicación de generadores y la configuración óptima de redes eléctricas, para maximizar la eficiencia y minimizar los costos operativos.
• Gestión de la integración de energías renovables: Los gemelos digitales facilitan la integración de energías renovables intermitentes, como la solar y la eólica, al proporcionar herramientas para predecir y gestionar la variabilidad de su generación y su impacto en la red eléctrica.
• Detección y prevención de fallos: Mediante la monitorización en tiempo real y el análisis predictivo, los gemelos digitales pueden detectar anomalías y fallos en las infraestructuras energéticas, permitiendo tomar medidas preventivas para evitar interrupciones en el suministro y maximizar la fiabilidad del sistema.

La utilidad de los gemelos digitales en la producción de hidrógeno verde radica en su capacidad para mejorar la eficiencia operativa, reducir costos y minimizar riesgos. Estas herramientas permiten una mejor planificación y gestión de los recursos, lo que resulta en una producción más sostenible y rentable. Al aprovechar las capacidades de los gemelos digitales, es posible crear una infraestructura energética más robusta y adaptable, capaz de enfrentar los desafíos de la transición hacia una economía del hidrógeno verde.

ETAP Power Digital-Twin

La plataforma multidimensional basada en gemelos digitales de ETAP se posiciona como una herramienta indispensable para el diseño y la operación sostenible de plantas dedicadas a la producción de hidrógeno verde (H2V). 

Fig. 2 Visión conceptual de la Plataforma Multidimensional ETAP Power Digital Twin 

En la fase de Diseño:

• Observabilidad de la Red: ETAP permite realizar análisis exhaustivos del código de red y estudios de impacto de las fuentes de energías renovables en la red eléctrica, asegurando el cumplimiento de las normas de potencia locales y la óptima integración de las energías renovables.
• Información Geoespacial y Diagramas: La plataforma facilita la visualización y comprensión de la infraestructura eléctrica mediante herramientas de información geoespacial y generación de diagramas interactivos.
• Información de Activos: ETAP proporciona acceso a una amplia base de datos de activos eléctricos, permitiendo un modelado detallado de equipos y dispositivos.
• Modelado de Equipos y Librerías: Permite el modelado preciso de equipos y dispositivos eléctricos, con una amplia gama de librerías y bibliotecas de componentes estándar.
• Seguridad: Incorpora herramientas para el análisis de seguridad eléctrica, incluyendo el análisis de arco eléctrico, asegurando la protección del personal y de los equipos.
• Análisis de Impacto de Energías Renovables: Facilita la evaluación del impacto de las energías renovables en la red eléctrica, permitiendo una integración eficiente y segura de estas fuentes de energía.
• Flujo de Carga Unificado AC/DC: Proporciona un enfoque unificado para el análisis del flujo de carga en sistemas de corriente alterna y continua, optimizando la gestión de la energía.
• Minimizar Interrupciones y Gestionar Protecciones: Permite identificar y minimizar interrupciones en el suministro eléctrico, así como gestionar de manera eficiente las protecciones del sistema.
• Análisis en Estado Estable: Facilita el análisis detallado del sistema en estado estable, proporcionando información clave para la optimización del rendimiento.

En la fase de Diseño y Operación:

• Funciones del Equipamiento: Permite el análisis y la optimización de las funciones de los equipos eléctricos, asegurando su correcto funcionamiento y eficiencia.
• Análisis de Falla y Cortocircuito: Facilita la identificación y análisis de fallas y cortocircuitos en el sistema eléctrico, permitiendo tomar medidas correctivas de manera rápida y eficaz.
• Calidad de Potencia y Armónicos: Proporciona herramientas para evaluar y mejorar la calidad de la potencia eléctrica, así como para analizar y mitigar los armónicos en el sistema.
• Sistemas de Puesta a Tierra: Permite el diseño y análisis de sistemas de puesta a tierra, garantizando la seguridad y la protección de los equipos y el personal.
• Simulación Dinámica y Co-Simulación con PSCAD: Facilita la realización de simulaciones dinámicas y la co-simulación con otras herramientas como PSCAD, permitiendo evaluar el comportamiento del sistema en condiciones dinámicas y transitorias.
• Integración con Otros Gemelos Digitales: Posibilita la integración con otros gemelos digitales, por ejemplo, a nivel de procesos, permitiendo un enfoque holístico y completo en el diseño y la operación de la planta de producción de H2V.

La plataforma multidimensional basada en gemelos digitales de ETAP se presenta como una solución integral y altamente efectiva para el diseño y operación sostenible de plantas de producción de hidrógeno verde, ofreciendo herramientas avanzadas y capacidades clave para abordar los desafíos del sector energético y garantizar un suministro de energía confiable, eficiente y sostenible.

Para aprovechar las capacidades de los gemelos digitales de la Plataforma Multidimensional ETAP, hay que tener aliados capaces de desarrollar soluciones integrales basadas en ellos. 

Las tareas más comunes asociadas a estas capacidades se representan en la creación de modelos con gemelos digitales, simulación de operaciones, análisis de sistemas de potencia, entrenamiento y acompañamiento permanente en el despliegue de las soluciones.

Fig. 3 Conjunto de servicios complementarios para implementar ETAP Power Digital Twin junto a un aliado tecnológico.

La sostenibilidad energética es fundamental para la producción de hidrógeno verde. Las tecnologías innovadoras, como los gemelos digitales, ofrecen soluciones eficientes y seguras para abordar los desafíos energéticos actuales y futuros. Para avanzar hacia un futuro más sostenible, es crucial invertir en investigación, promover políticas favorables y fomentar la colaboración entre los sectores público y privado. Con un enfoque integral y el uso inteligente de herramientas tecnológicas como ETAP Power Digital-Twin y las capacidades asociadas a un aliado tecnológico es posible lograr una transición exitosa hacia un sistema energético más limpio y resiliente.

Información de contacto

Potencia y Tecnologías Incorporadas S.A. BIC

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www.pti-sa.com.co

https://www.pti-sa.com.co/es/pti-nova/laboratorio-de-simulacion-en-tiempo-real

Uno de los retos globales del servicio eléctrico más importante en los últimos años es la necesidad de cubrir con el incremento de la demanda energética.

Los retos en la distribución eléctrica se encuentran directamente influenciados por el incremento de la demanda energética producto de la expansión demográfica y el mayor consumo energético en la industria. Este reto no solo involucra un incremento en la cantidad de equipamiento y líneas de distribución instalados. Sino también los desafíos involucrados para garantizar la disponibilidad ininterrumpida del suministro eléctrico. Esto ha llevado a la proliferación de tecnologías que contemplen lineamientos de redundancia en caso de interrupción o cortocircuito lo que lleva a líneas con más de una fuente de energización. Sin embargo, la inclusión de estas tecnologías conlleva retos en la operación, al ser necesario considerar variables eléctricas y capacidad de carga de todos los circuitos involucrados. Esto ha llevado al uso de tecnologías que permita un ánalisis y procesamiento en tiempo real con el propósito de generar una distribución automatizada.

¿Qué es la distribución automatizada y que se necesita para implementar? La distribución automatizada se entiende como el uso de lineamientos y tecnologías encargadas de la toma de decisiones en tiempo real para la operación de redes de distribución eléctrica (doméstica o industrial). Esto con el objetivo de minimizar los tiempos de interrupción del suministro eléctrico. La operación principal consiste en la toma de información eléctrica de las subestaciones o equipamiento de las líneas de distribución. Información que es analizada en un servidor que permite identificar el mejor camino disponible en la red de distribución, para restituir el servicio eléctrico. Este análisis contempla la recopilación y procesamiento de variables eléctricas de capacidad de carga interrumpida y capacidad de carga de las líneas disponibles. Llevando los algoritmos más completos a incluir análisis de conductividad de las líneas de distribución entre otras.

¿Qué tecnologías para la distribución automatizada existen en la actualidad? Debido a que el principal requerimiento es tener un servidor capaz de procesar información en tiempo real. La distribución automatizada se divide en 3 grandes grupos o topologías

1. Topología Descentralizada: Como su nombre lo indica, la topología descentralizada contempla el uso de múltiples servidores encargados del procesamiento de datos. Estos son instalados a lo largo de las líneas de distribución dentro de los tableros de control de reconectadores y seccionadores bajo cargamiento y la elección del mejor ‘camino’ de restitución del suministro eléctrico. De esta forma, al extraer la data eléctrica directamente de los equipos conectados a las líneas de distribución, permite obtener tiempos de procesamiento y respuesta superiores a cualquier otra topología. Sin embargo, es esta característica lo que lo convierte a su vez en la topología con mayor precio de instalación y ejecución. Debido a que necesita que todo el equipamiento puesto en campo se compatible con la comunicación de los controladores del equipamiento de corte.
2. Topología Centralizada: La topología centralizada a su vez concentra toda la información en un solo punto de procesamiento de datos. Estos servidores centralizados conocidos como DMS (Distribution Management System) se encargan de concentrar toda la información de la red de distribución eléctrica y procesarla en conjunto. La ventaja de este tipo de arquitectura es la potencia y capacidad de procesamiento de datos. Lo que le permite concentrar la información de toda la red eléctrica con el objetivo de tomar el mejor camino en toda la red. El problema con esta tecnología es su naturaleza centralizada, lo que hace que se necesite la recopilación de información global para el procesamiento de los algoritmos de automatización. Además de su alto costo de implementación.
3. Topología Híbrida: La topología híbrida (semi-centralizada o semi-descentralizada) mezcla las funcionalidades de las otras dos anteriores. Posee capacidades descentralizadas al estar instalada en distintas partes de las líneas de distribución como subestaciones o gabinetes de reconectadores. Pero que no se limitan a la concentración de únicamente un equipamiento de corte. Más bien permite integrar información de réles de protección en subestaciones, o señalizadores de alarmas en las líneas de distribución. Su principal ventaja es la flexibilidad de implementación, al no estar ligada a un servidor central. Esto permite su instalación en circuitos problemáticos sin la necesidad de intervenir en hardware o software dedicado de alto costo.

¿Cómo funciona la distribución automatizada con estas topologías? El principio de operación de basa en la delimitación de zonas de operación. Las cuales necesitan de la consideración de

• Circuito eléctrico con variables de falla propias y medición de variables eléctricas en tiempo real.
• Punto de inyección o interruptor de cabecera con mando remoto de cada circuito involucrado.
• Circuitos dependientes o ‘ramales’ que permiten la generación de relación y dependencia entre circuitos.

Esta determinación de zonas va a permitir a los algoritmos identificar las fallas para su posterior aislamiento y la elección del mejor ‘camino’ de restitución del suministro eléctrico.

¿Cuál es la mejor tecnología para implementar? La implementación de cada una de estas tecnologías depende del requerimiento final de las líneas de distribución. Debido a que, dependiendo de la necesidad, puede predominar la implementación de cada una de las descritas. Sin embargo, es importante notar que estas topologías no son excluyentes. Por lo que, pueden ser implementadas en paralelo controlando distintos puntos en toda la red de distribución.
Por ejemplo, para circuitos problemáticos que necesiten la implementación de una solución de manera rápida y sin un costo excesivo, una topología hibrida resulta ideal por su flexibilidad y rápida implementación. Al permitir la comunicación multimarca con distintos equipamientos de corte y registro de falla, así como la implementación de algoritmos avanzados para la toma de decisiones. A su vez, este sistema podría reportar a un sistema centralizado SCADA o DMS, el cual se encargaría de recopilar y concentrar toda la información operativa de la red.

Si deseas tener más información de cómo implementar la automatización de la distribución en redes domésticas o industriales, no dudes en comunicarte con nosotros.