Génesis de las Redes Inteligentes
Los países requieren energía, de diversas formas y fuentes, para satisfacer su creciente demanda interna. Las principales fuentes de energía son: petróleo y sus derivados, carbón, gas, hidráulica, nuclear y renovables (en crecimiento). La energía se convierte desde estas formas, en pocas o varias etapas, para su uso final. Este uso va desde los hogares, el transporte de todo tipo, hasta las grandes industrias. Estos procesos de conversión tienen eficiencias propias. Es inherente que alguna parte de la energía de entrada no es útil al final del proceso. Esto ya empieza a ser un punto de atención. Las eficiencias de ciertos procesos son aceptables. Sin embargo, aumentar la eficiencia de otros procesos puede ser significativo en la estructura de demanda de energía e intensidad energética: hacer más con lo mismo, o bien, hacer lo mismo con menos.
La energía que se transforma a energía eléctrica es alrededor de un 20% del total. Este es un valor en aumento, dados los crecientes usos de este tipo de energía. El transporte eléctrico ya es una realidad en muchos países. Con sus respectivas ventajas y desventajas, el uso de energía eléctrica en el transporte va a significar un aumento importante en la distribución de energía. Acá otro punto importante, hay que estar preparados para la demanda futura, en crecimiento, de energía eléctrica.
El sistema eléctrico tradicional ha venido creciendo volviéndose cada vez más complejo. Nuevas tecnologías aparecen, las redes se expanden, nuevos clientes con diferentes tipos de cargas se conectan con exigencias crecientes de calidad de servicio. La electrónica de potencia es un campo que cada vez mejora y provee al sistema eléctrico de nuevos equipos y opciones de usos. Del mismo modo, la electrónica y la informática llevan al sistema eléctrico a otro nivel. La automatización lograda con la implementación de equipos en la red eleva las condiciones de calidad del sistema debido a la posibilidad de control y medición en tiempo real (entre otros). Esto unido a los protocolos y equipos de comunicación, abre un nuevo portafolio de aplicaciones para el sistema eléctrico. El hecho de contar con información real y actualizada cambia de manera drástica la operación del sistema. La evolución del sistema eléctrico hacia uno integrado con Tecnologías de Información y Comunicaciones, es una posibilidad de mejorar notablemente el servicio de energía eléctrica.
No solamente se encuentran avances en comunicaciones y electrónica. Hay varios avances en el tema de Almacenamiento de Energía a gran escala y pilotos promisorios en superconductividad. Esto va a cambiar drásticamente la forma de operación del sistema con opciones operativas nunca antes disponibles. Aunque todavía es muy costoso y sólo hay planes piloto (tal como empiezan los grandes hitos tecnológicos), ya se empieza a ver el sistema eléctrico de otra forma. En general los elementos de la infraestructura eléctrica presentan mejoras. Se pueden encontrar ejemplos como postes con tierra embebida (patente colombiana) o localizadores de fallas en distribución. Saber dónde y cuando implementar las nuevas tecnologías disponibles es una problemática muy interesante para las personas encargadas del sistema eléctrico. Esto confirma que se requiere un recurso humano que este aprendiendo siempre, utilizando las mejores prácticas.
Por otro lado, el consumidor/usuario del sistema eléctrico es un agente pasivo. En la mayoría de los casos el usuario nunca se comunica con la empresa. Simplemente paga la factura que llega cada mes – no siendo siempre este el caso. Otra forma de comunicación es mediante las llamadas o quejas por el mal servicio. En resumen el usuario no tiene participación activa. Esto va unido a otros problemas como las pérdidas no técnicas o la demora en pagos. Una solución para este grupo de problemas es el uso de Infraestructura de Medición Avanzada, Automatic Meter Infrastructure (AMI) por sus siglas en inglés. En el país ya se han realizado proyectos de este tipo con excelentes resultados (Electricaribe en Cartagena y EPM con medición prepago). Sin embargo, en el mundo muchos de los primeros pasos hacia las redes inteligentes, se dan con implementaciones masivas de infraestructura AMI como nodo de enlace empresa-usuario, preparando el camino a flujos bidireccionales, incremento de la información y opciones para el usuario. Convertir al usuario en un agente activo, mediante estructuras tarifarias y flujo constante de información, es un punto importante para optimizar la operación del sistema. Existe un portafolio amplio para hacerlo, pero el gran soporte es el AMI.
Existen otras problemáticas asociadas al sistema eléctrico. Sin embargo, consideramos que trabajando sobre las anteriores es posible optimizar de gran manera la operación del sistema.
Motivación
Con el objetivo de atender los requerimientos del sector de energía, y en particular del sector eléctrico, en los diferentes países se han establecido políticas que enmarcan su evolución. En la Figura se presentan los aspectos principales que han guiado tanto el planeamiento como la operación de los sistemas.