La red inteligente a la puerta

En el pasado, el rápido desarrollo de las redes de distribución eléctrica tuvo reflejo en el mismo desarrollo de la medición de la energía. Hubo grandes nombres implicados en el desarrollo de los contadores eléctricos, como Thomas Edison, Lord Kelvin e incluso Sir Hiram Maxim, el inventor de las ametralladoras.

Evolución conservadora en la distribución de energía

Es posible establecer otro paralelismo con las redes de distribución eléctrica: casi todos los desarrollos posteriores han sido muy conservadores. Este lento proceso de evolución se ha visto interrumpido por la intervención política con los esfuerzos casi fanáticos por disminuir la huella de carbono mundial.

Sin embargo, no se ha realizado un análisis de impacto de este esfuerzo, y los autores de las políticas han ignorado el hecho de que la energía es cara y difícil de almacenar, y que el sistema de distribución necesita estar en un estado de equilibrio entre producción y consumo. Además, con el pretexto de la baja eficiencia, se obliga a las cargas puramente óhmicas a abandonar el sistema.

Retos de los sistemas energéticos modernos

El resultado es, por un lado, una producción dinámica de energía, en su mayor parte imprevisible, a partir de esquemas de distribución clásicos y, por otro, aparatos modernos con elevados índices de red inversa influidos por armónicos más elevados.

Los amortiguadores naturales de estos armónicos superiores, como las bombillas incandescentes, ya no se fabrican. De nada sirve lamentarse por esta situación. Por el contrario, hay que buscar una solución que permita controlar y estabilizar el estado de la red de distribución eléctrica.

¿Cuáles son las limitaciones de los sistemas actuales?

Los sistemas implantados, basados en la directiva europea «20-20-20», tienen un inconveniente básico: se concentran sobre todo en disminuir el consumo de energía. Puede que contribuyan a reducir costes, pero la pregunta sigue siendo ¿hasta qué punto y para quién?

Estos costosos sistemas (cuyo plazo final de despliegue es 2020) no pueden hacer frente a las soluciones de estado crítico. Esto se debe principalmente a dos razones.

En primer lugar, no están pensados para soportar estos estados y, en segundo lugar, se controlan y gestionan desde un único punto central, lo que se traduce en su elevada latencia. Los grandes accidentes de tienen, independientemente del lugar de formación, un atributo común: el encadenamiento de fallos (a menudo) banales.

Aquí tenemos margen para desarrollar un dispositivo con el título provisional de «contador eléctrico«. Además de la obvia capacidad de medir la energía, estos dispositivos tienen una característica estratégica: están situados en cada punto de carga. De ello se deduce que deben servir de apoyo a las medidas destinadas, respectivamente, a prevenir los estados de emergencia en los sistemas de distribución y a minimizar los efectos negativos de dichos estados.

El dilema: ¿cómo tratar los macrodatos?

Los proyectos piloto, basados en la directiva «20-20-20» de la UE, han puesto de manifiesto el fenómeno de los «grandes datos«. Si reflexionamos sobre este problema, resulta sorprendente que no tenga sentido perder el tiempo con el tema de los big data. Desde un punto de vista lógico, la compañía eléctrica necesita una lectura de la energía -mensual o anual- y unas seis veces al día para cambiar de tarifa. Así pues, cabe preguntarse: ¿por qué ha surgido este problema?

La respuesta es relativamente sencilla: tenemos comunicación bidireccional, así que naturalmente descargamos datos e información extra -por ejemplo, valores de tensión- cada 15 minutos. El sistema de distribución es trifásico, la potencia es tanto activa como reactiva, y además incluimos la dirección de orientación. Al final tenemos cinco valores por fase, lo que significa que enviamos 15 valores cada 15 minutos.

Ejemplo: Recuento de datos en la República Checa

Tomemos un país pequeño como la República Checa. Suponiendo una media de dos personas por contador eléctrico, llegamos a un total de cinco millones de contadores. El sistema descrito generaría 75 millones de datos cada 15 minutos.

Diariamente, la cifra alcanza más de 7.200 millones de valores de datos que prácticamente nadie necesita. Si a esta aterradora cifra se añaden protocolos elegidos de forma inadecuada, de la trivialidad surge un problema colosal.

Este es un ejemplo de uno de los posibles retos que plantean los datos: descargar demasiados datos para sus necesidades. Sin embargo, ¿cómo proceder con una solución adecuada para un sistema grande y extenso? Toda la información se dirige a un punto central donde posteriormente se toman las decisiones.

Desgraciadamente, este control central es muy caro y necesita capacidades de comunicación muy altas para el rendimiento. Además, si los canales son lentos y poco permeables (PLC, GPRS), un gran número de dispositivos finales puede quedarse sin servicio.

Una solución mejor: El control distribuido

Una forma mejor de resolver este problema es transferir, al control central, sólo los datos importantes y críticos. La gestión debe distribuirse al lugar de su ejecución. El centro es entonces responsable de la creación de la estrategia.

Esta solución reduce considerablemente el problema del big data, ya que al centro de control sólo llega la información necesaria. Así, el sistema es dinámico (aunque los canales de comunicación sean lentos) porque está disponible para resolver situaciones de emergencia en su origen y utiliza eficazmente una masa de pequeñas herramientas, como los mencionados contadores eléctricos modernos.

Obviamente, este sistema también tiene sus problemas, pero afortunadamente sus características son diferentes y, lo que es crucial, no influyen en el control del sistema.

Conclusión

Si ve una imagen atractiva de un sistema de red inteligente totalmente basado en el control central y le dicen que la lentitud de los canales de comunicación se solucionará, como con una varita mágica (preferiblemente con redes de 5ª o 6ª generación), ¡no se lo crea!

Estoy absolutamente convencido de que, para cumplir el concepto de red inteligente, es necesario utilizar el control distribuido. Las limitaciones de costes, las dificultades de tiempo y los retos técnicos no nos dan otra alternativa.

¿Quiere transformar su gestión energética?