Científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) y de la Universidad de Tennessee (UTK) de Estados Unidos han desarrollado un algoritmo para predecir la estabilidad de la red eléctrica utilizando señales de proyectos hidroeléctricos de almacenamiento por bombeo. Este nuevo método proporciona un conocimiento crítico de la situación a medida que la red eléctrica incorpora cada vez más energía renovable intermitente.
La energía hidroeléctrica es una fuente de energía renovable conectada directamente a la red, que proporciona inercia a medida que el agua hace girar grandes turbinas. La energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo, o PSH, extrae electricidad de la red para bombear agua de un embalse inferior a uno superior en momentos de baja demanda de energía para crear un banco de almacenamiento de energía. En momentos de alta demanda, los proyectos generan electricidad a medida que el agua se dirige de regreso al embalse inferior a través de las turbinas.
Cuando las bombas se apagan, casi siempre se detienen en un nivel de potencia fijo. Esa es una señal muy definida en la red que puede ayudar a calcular la inercia general, según señalan los investigadores del proyecto.
La inercia es la energía cinética proporcionada por las partes giratorias de las grandes centrales eléctricas que mantienen el equilibrio de la red entre el empuje del suministro de energía y el tirón de la demanda de energía. En la actualidad, las fuentes de generación, como la solar y la eólica, proporcionan una inercia mínima, ya que están conectadas a la red mediante inversores que convierten la energía de corriente continua generada por las energías renovables en la energía de corriente alterna utilizada para transmitir electricidad a largas distancias.
El resultado es que las redes que dependen de la energía renovable conectada por inversores tienen menos tolerancia a los cambios bruscos, como los daños causados por las tormentas o los picos de demanda inusuales.
Algoritmo de predicción de estabilidad de la red eléctrica
Así, los investigadores crearon un nuevo algoritmo que captura la señal PSH y la utiliza junto con la información recopilada de sensores de red únicos y de bajo coste previamente implementados en todo el país. Este sistema de detección y medición, FNET/GridEye, fue desarrollado por investigadores de ORNL y UTK para monitorear la red en un área amplia. Juntos, la señal PSH y los datos del sensor producen una estimación en tiempo real y muy precisa de la inercia de la red.
Los investigadores crearon una interfaz de visualización que facilita a los operadores de la red el monitoreo de la inercia utilizando el algoritmo y así poder estar preparados ante momentos de inestabilidad de la red. El nuevo método fue validado con la ayuda de las autoridades reguladoras de las empresas de servicios públicos y la energía en el oeste y el este de los Estados Unidos, donde la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo es más frecuente.
Según señalan los expertos, el algoritmo desarrollado en esta investigación será cada vez más importante para el conocimiento de la situación de la red a medida que el sistema se vuelve cada vez más dependiente de las energías renovables. La herramienta de visualización se está mostrando a las empresas de servicios públicos y a las autoridades coordinadoras de la red, como la Corporación de confiabilidad eléctrica de Norteamérica.
A través de este proyecto, los científicos esperan demostrar lo importante que es la inercia y cómo la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo puede contribuir a ella, especialmente en la búsqueda de más fuentes de energía renovable intermitentes agregadas a la red.