En nuestro empeño por alcanzar las emisiones netas cero, es fundamental mejorar la calidad de nuestro consumo de energía. Y aunque un cambio de hábitos señala claramente los pasos en la dirección correcta -la creciente adopción de vehículos eléctricos, fuentes de energía renovables y tecnologías como paneles fotovoltaicos y bombas de calor-, para optimizar realmente nuestra eficiencia son necesarias mejoras significativas en nuestra infraestructura de red de distribución.
Esto se refleja en la Directiva 2019/944 de la UE, que destaca la importancia de mejorar y fortalecer nuestros sistemas de red para facilitar la transición a fuentes de energía más limpias. Este esfuerzo es esencial para gestionar eficientemente la creciente demanda de electricidad, mitigando al mismo tiempo el potencial de interrupciones. Los gestores de redes de distribución (GRD) se enfrentan a un reto especialmente abrumador a este respecto, ya que tienen la misión de mantener la seguridad del suministro y están sujetos a sanciones por cualquier interrupción del servicio.
En el peor de los casos, las redes de distribución corren el riesgo de convertirse en cuellos de botella de la transición energética.
Tradicionalmente, la solución para hacer frente a estos retos ha consistido en ampliar la infraestructura física mediante la instalación de nuevos cables, subestaciones y componentes asociados. Este enfoque persiste porque las estructuras tarifarias existentes compensan principalmente los gastos de capital (más conocidos como CAPEX), sin tener en cuenta los crecientes costes asociados a la digitalización, el procesamiento de datos y la gestión de la flexibilidad. En consecuencia, los gestores de redes de distribución (GRD) tienen pocos incentivos para reorientar sus inversiones hacia la consecución de una red verdaderamente inteligente.
En la última década, con la creciente penetración de las fuentes de energía renovables, el mercado de la electricidad en Europa ha experimentado una importante transformación. Esto ha ejercido una presión considerable tanto sobre los reguladores como sobre los distribuidores de la red para que adopten un método de orquestación capaz de mantener la seguridad del suministro energético y gestionar eficazmente los flujos bidireccionales de energía.
A medida que la atención se desplaza hacia el papel de los OSD en la gestión de las complejidades de los sistemas energéticos modernos, la reciente modificación de la Ley de la Industria Energética de Alemania ha resonado en toda Europa. Ha suscitado debates y evaluaciones sobre el planteamiento alemán de elevar a los operadores de red al siguiente nivel: el de operador de red de distribución (OSD). Esta medida subraya la importancia de avanzar hacia un funcionamiento más inteligente de la red.
El operador de red inteligente y el apartado 14 bis
No estamos en el planteamiento de toda una nueva ley. Un pequeño cambio puede llevarnos muy lejos. La modificación del apartado 14a fue muy debatida en Alemania, ya que sus efectos en el funcionamiento diario del sistema de distribución son enormes. Este es el primer paso de una serie de cambios que pueden aplicarse para alcanzar el estatus de red inteligente.
Con la enmienda, los operadores de red adquieren autoridad para controlar los llamados "dispositivos de consumo totalmente interrumpible" en las redes de baja tensión para aliviar la red en los momentos de mayor demanda. A cambio, los operadores de red garantizarán la conexión inmediata de los recursos energéticos distribuidos y los clientes obtendrán precios competitivos en las tarifas de red.
El éxito de la aplicación de la nueva enmienda a la ley exige que los operadores de la red adquieran varias capacidades críticas, de las que carecen actualmente. Entre ellas, la visibilidad total de las redes de distribución y el análisis de la red en tiempo real para llevar a cabo análisis de optimización a corto y largo plazo.
Estos análisis son esenciales para tres fines principales: en primer lugar, responder eficazmente a una oleada de nuevas solicitudes de conexión respetando las limitaciones de carga y generación; en segundo lugar, prever con precisión la congestión de baja tensión para las próximas horas, días y semanas; y en tercer lugar, gestionar y controlar activamente los recursos energéticos flexibles para alinear la expansión de la capacidad con la demanda.
Plexigrid se compromete a servir a los operadores de redes de distribución alemanes con el software crítico, análisis y herramientas de gestión necesarias para cumplir con los últimos requisitos de §14a EnWG.
A partir del 1 de enero de 2024, todos los sistemas de nueva instalación deberán cumplir las normas de control del consumo indicadas en el apartado §14a. Esta obligación se aplica si su capacidad combinada de conexión a la red supera los 4,2 kW en el caso de las bombas de calor y la refrigeración de locales, o individualmente en el caso de otros activos.
Por parte del operador de la red, deben establecer inmediatamente esta nueva conexión sin demora. Rechazar el nuevo activo ya no es aceptable. Esto representa un cambio significativo para los operadores de red, que deben responder eficazmente a las nuevas solicitudes de conexión respetando al mismo tiempo las limitaciones de carga y generación de la red.
Debe establecerse un nuevo proceso para alcanzar efectivamente este hito. El operador de la red debe recopilar correctamente las solicitudes para dar rápidamente instrucciones al operador del contador para que establezca la controlabilidad en la conexión solicitada.
Explorar el paradigma del gemelo digital
En tiempos como estos, la tecnología Digital Twin ofrece a los DSO una poderosa herramienta. Al combinar información topológica con capacidades de previsión, predice cómo responderá la red a las nuevas conexiones. Esto garantiza la planificación estratégica de la capacidad a largo plazo y la planificación táctica a corto plazo. Estas capacidades ayudan a evitar o retrasar la necesidad de reforzar la red, priorizar las inversiones donde más se necesitan y garantizar la seguridad del suministro energético de forma rentable, tanto ahora como en el futuro.
El módulo gemelo digital de Plexigrid integra a la perfección nuevos elementos en la red, como elementos de conmutación, al tiempo que facilita simulaciones para ampliaciones de la red tanto en zonas nuevas como existentes. Al conectar sistemas previamente aislados mediante modelos de datos avanzados, permite la integración en tiempo real con múltiples fuentes de datos, creando una réplica exacta de la red. Utilizando modelos de IA, analiza y pronostica con rapidez cantidades ingentes de datos de series temporales.
Con un gemelo digital del sistema eléctrico, los usuarios no sólo disponen de una réplica de los activos físicos actuales, sino que también adquieren la capacidad de simular diversos escenarios futuros basándose en la información actual. Esto incluye proyectar y analizar con facilidad el impacto de tecnologías como la generación distribuida, los cargadores de vehículos eléctricos y las cargas de calefacción o refrigeración.
Capacidad de previsión
Al integrar datos de varios silos organizativos, como contadores inteligentes, sistemas SCADA, sistemas GIS y sistemas ERP, Plexigrid crea un potente sistema de supervisión de la red en tiempo real. Gracias a la tecnología de IA, predice el comportamiento de la red, lo que aumenta la eficiencia operativa y mejora la satisfacción del cliente.
Figura 2: Herramienta de previsión de carga flexible.
Orquestación de la gestión de la flexibilidad en tiempo real
El acceso en tiempo real a la flexibilidad tiende un puente entre la infraestructura de red y los clientes activos con dispositivos flexibles conectados.
En Plexigrid, damos prioridad a las soluciones que capacitan a los operadores de redes, permitiéndoles el control total de la totalidad de su red en sus operaciones diarias. Esto requiere un profundo conocimiento de la dinámica de la red, la capacidad de supervisar la carga de la red y prever con precisión futuras congestiones.
Al aprovechar la flexibilidad inherente de la carga y la generación conectadas, los mismos dispositivos que contribuyen a los retos de la red pueden mejorar la eficiencia de la red y generar valor para los propietarios de los activos. Nuestra herramienta de gestión de la flexibilidad es un sistema de gestión de recursos energéticos distribuidos (DERMS) que tiene en cuenta la red y está diseñado específicamente para operadores de redes de distribución.
Figura 3: Herramienta de previsión de violaciones de la red y soluciones.
Coescrito por Pär Schröder
