IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - July/August 2022 - 97

Arquitectura de red
Un futuro de energía más limpia y distribuida requiere una
arquitectura de red reflexiva que permita fuentes altamente
interconectadas en los niveles de consumo, distribución
y transmisión para apoyar el balance entre la oferta y la
demanda, garantizar la calidad de la energía, responder rápidamente
a las condiciones cambiantes y mejorar la confiabilidad
general y la resiliencia para todos los consumidores.
Un enfoque arquitectónico puede proporcionar mejores
formas de organizar las capacidades en varias capas para
proporcionar una estructura escalable y, por lo tanto, administrar
la complejidad. Este enfoque incluye capas fundamentales
que proporcionan un amplio conocimiento de la
situación a partir de una capa de red de sensores extendida y
el procesamiento de datos e información a través de una capa
de red de comunicación de alta velocidad administrada por
la próxima generación de sistemas de gestión de red. Estas
tecnologías centrales habilitarán aplicaciones como la estimación
del estado y la detección de anomalías. Permitirán
el ajuste automatizado de las configuraciones de la red y
los ajustes de protección en respuesta a las condiciones que
cambian rápidamente.
Una arquitectura de red más completa que reúna estas
tecnologías también deberá satisfacer las necesidades únicas
de los consumidores. Por ejemplo, las áreas densamente
pobladas o las densas bolsas de carga con una importante
penetración de la electrificación y las FED pueden requerir
capacidades locativas, como diseños de alto rendimiento.
Además, se pueden aplicar arquitecturas de red alternativas,
como áreas remotas alimentadas por microrredes para
garantizar la resiliencia.
Los aspectos de integración y coordinación de la arquitectura
de la red se reflejan en los códigos de red para las
fuentes de energía a gran escala y las FED. Estos códigos
esenciales (denominados normas de interconexión en
los Estados Unidos) deben reflejar los cambiantes requerimientos
del sistema. El uso cada vez mayor de las FED
como fuentes de red requiere considerar una mejor manera
de aprovechar las capacidades de la IEEE 1547-2018 (una
norma de interconexión de las FED), particularmente las
capacidades autónomas múltiples.
Si se diseñan de manera adecuada la integración y coordinación
de la generación distribuida y el almacenamiento de
información, podrían contribuir a la resiliencia del sistema
eléctrico. Por ejemplo, la generación distribuida y el almacenamiento
podrían mejorar la capacidad de supervivencia
del sistema eléctrico al habilitar microrredes multiusuario
dentro de un circuito de distribución o en una subestación
durante y después de perturbaciones extremas. Además,
podrían apoyar a restaurar el sistema general al proporcionar
una capacidad de arranque en negro a través de un enfoque
ascendente, facilitando la fase de recuperación. Estos
casos de uso requerirían inversores formadores de redes.
Los inversores de las FED actuales suelen seguir la red y
son incapaces de proporcionar estas funciones de resiliencia.
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Esto ilustra la necesidad de estandarizar las capacidades de
los inversores formadores de redes. Al definir los requerimientos
del código de las redes, es importante mirar hacia el
futuro para anticipar los cambios futuros en el sistema eléctrico
para que los requerimientos no se vuelvan obsoletos
después de unos años.
Deben abordarse otros desafíos técnicos. Se necesitarán
esquemas de control avanzados para permitir que las FED
contribuyan a la resiliencia del sistema eléctrico. En el caso
de las microrredes de arranque en negro y multiusuario,
estos sistemas deben ser capaces de controlar de manera
detallada a las FED para que puedan gestionar los desbalances
entre la energía disponible de las FED exportadores
de energía y la demanda de los consumidores. Como estos
esquemas de control dependerán del intercambio de datos
entre numerosos subsistemas y dispositivos, su ciberseguridad
tendrá que ser gestionada adecuadamente para evitar
vulnerabilidades hacia ciberataques que de otro modo comprometerían
la resiliencia.
Las FED podrían desempeñar un papel importante en la
mitigación de estas amenazas emergentes. Se necesitarían
capacidades adicionales de red para permitir y potenciar la
participación activa de las FED propiedad de consumidores
en la prestación de servicios de red y minimizar los impactos
adversos en la confiabilidad y la calidad de la energía (figura
6). La incorporación de FED de los clientes requeriría la
coordinación de fuentes a través de las interfaces de transmisión-distribución-consumidor
para garantizar el balance
general de la oferta y la demanda.
El funcionamiento confiable del sistema dependería en
gran medida del abordaje proactivo de los requerimientos de
código de la red dentro de una arquitectura de red general.
Cliente
Negocio
de activos
de capital
Negocio
de servicios
Regulador
figura 7. La dinámica de la industria de la energía
eléctrica empática con el cliente. (Fuente: Pacific Energy
Institute).
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