Antonio de la Rubia Herrera es doctor ingeniero industrial y técnico en activo en la central termoeléctrica de La Pereda
El pasado 28 de abril (el día del gran apagón) se produjo una oscilación eléctrica inter-área entre España y Letonia, un fenómeno en el que partes distantes de la red eléctrica oscilan entre sí en un patrón de frecuencia en resonancia. La gráfica que acompaña este texto refleja esa incidencia.
¿Ha ocurrido este acontecimiento más veces?
Según el Informe de ENTSO-E (la Red Europea de Operadores de Sistemas de Transmisión de Electricidad), está documentado un evento similar en 2016, cuando ocurrieron oscilaciones comparables casi a la misma frecuencia.
Las desconexiones de la red europea provocadas por este tipo de «pulsos» (así me atrevo a llamarlo) dejan expuesta a la península ibérica en régimen de isla energética con un escenario debilitado por una falta de sincronismo dinámico y un exceso de sincronismo estático; esto es, que no había un suficiente número de centrales nucleares, térmicas e hidráulicas acopladas en red y en su lugar había una gran cantidad de centrales de producción fotovoltaica y eólica. Además, la regulación secundaria y terciaria se hallaba fuera de toda previsión ante una contingencia de tales características. En palabras del expresidente de Red Eléctrica Española (REE) (don Jorge Fabra), «han aparecido dos cisnes negros», cuya probabilidad de existencia era bajísima.
Mantener la frecuencia de la red de transmisión eléctrica en su valor de «sep-point» (valor de consigna) es de vital importancia. La frecuencia estable en la red es indicadora de un hecho que se da en los sistemas eléctricos de potencia y es que la generación en todo momento es igual a la demanda que necesita esa energía, más las pérdidas que se producen inevitablemente mientras se transporta y distribuye electricidad. El mantenimiento de la frecuencia en su valor de diseño (50 hertzios (Hz) para Europa y 60 Hz, por ejemplo, para países anglosajones, Brasil y algunas islas del archipiélago nipón) es la indicación de que lo que se genera es igual a lo que se consume más lo que se pierde al enviar la energía eléctrica.
La estabilidad de la frecuencia es deseable porque saliendo la misma de una banda de tolerancia de los 50 o 60 Hz (+/- 0,4 Hz) y manteniéndose fuera de esa banda por un largo tiempo, los equipos rotativos de generación (centrales convencionales eléctricas) pueden entrar en resonancia (oscilación mecánica descontrolada) y eso puede producir catastróficos daños en los equipos de turbogeneración, tales como choques en los álabes del rotor y estator de las turbinas, vibraciones en los ejes del rotor de los alternadores que harían chocar con el estator de los mismos, cambio en las impedancias («resistencias») en las líneas de transporte, deterioro térmico en los devanados de los equipos generadores y receptore, entre otras calamidades.
Debido a esto, cuando la frecuencia de red se va fuera de la banda de tolerancia (como ocurrió el día del apagón) las centrales de generación deben desconectarse de la red, pero también las centrales de generación renovables, pues estas tienen mayoritariamente el control electrónico de sus parámetros de generación acorde a la frecuencia de estabilidad y en otros valores podrían dañar los equipos electrónicos que las componen .
Podríamos decir que esta desafortunada experiencia debe servir como enseñanza de que, antes que nada, hay que preparar la red eléctrica para acoger a los nuevos actores de generación que sobre ella van a inyectar energía tales como:
-FACTS (Flexible Altern Current System) que son sistemas insertados en la red (subestaciones principalmente) que pueden vigilar y manejar los parámetros eléctricos de la misma tales como impedancias, ángulos de fase, oscilaciones, fluctuaciones, fallos en la red y con ello mejorar la transmisión de energía.
-Enlaces en corriente continua en determinados puntos estratégicos de la red para su fortalecimiento (HVDC-VSC ó MVDC-VSC) para alta y media tensión equipados con rectificadores alterna-continua y onduladores continua-alterna, ya que redistribuyen de manera controlada (y no aleatoria como ocurre en corriente alterna ) el reparto de energía eléctrica por la red todavía no caída (efecto dominó) tras una contingencia pues son capaces de imitar mediante electrónica de potencia lo que hacen los turbogrupos (turbina-alternador) acoplados a la red eléctrica.
-Repotenciación y aumento en interconexiones con el sistema síncrono europeo.
– Aumento de instalación de volantes de inercia, los cuales operan como acumuladores de energía cinética cuando no hay fallo en la red absorbiendo energía eléctrica de la misma y en el momento que se produce alguna contingencia devuelven esa energía cinética acumulada a la red en forma de energía eléctrica para reponer la potencia de generación perdida o compensar el aumento de demanda. Este sistema se utiliza en sistemas insulares como el canario. Una analogía podría darse en los coches modernos, donde esos acumuladores se cargan mecánicamente a través de la batería que alimenta los servicios auxiliares del vehículo y cuando la tensión de estos servicios auxiliares baja de un valor dicho acumulador devuelve con su movimiento (dinamo) energía eléctrica a la batería de servicios auxiliares de vehículo.
-Aumento de instalación de baterías de almacenamiento que faciliten la formación de islas energéticas tras un cero local o total.
-Repotenciación de estaciones y antenas por ondas hertzianas (ondas de radio) para poder modificar la topología de la red (la estructura y forma cómo está interconectada la red eléctrica) tras un colapso en caso que fallasen las comunicaciones de los centros mando remoto a los interruptores y seccionadores de cada subestación o nudo.
Todo esto lleva mucho tiempo. Por eso hay que seguir adaptando la red. Primero, poner las zapatas donde va a ir el edificio apoyado; luego ya se podrán encofrar los arranques y plantas para hacer el edificio. Sin zapatas (sin la red 100 por ciento preparada), sin seguir un orden estricto, obedeciendo ideologías en vez de escuchar a la ciencia y a la técnica, estaremos cada vez más y más expuestos.
Posdata: gratitud, desde el mayor respeto y admiración, a todas las personas (desde el Centro de Control Eléctrico, Cecoel, hasta el más pequeño centro de control de distribución eléctrico y el último operario de campo) que el día del apagón hicieron posible la recuperación del suministro eléctrico en un tiempo récord.
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