Una de las conferencias más importantes que aprendimos como ingenieros a lo largo de los años es que no hay sistemas perfectos o inconfundibles. Cada sistema, como sofisticado, funciona dentro de los límites definidos por sus especificaciones. Cuando sales de este régimen, el comportamiento puede ser impredecible.
28. April testigos de testigos anti-eventos: la falla de todo el sistema eléctrico, una de las infraestructuras más complejas y costosas jamás construidas por la humanidad. Este tipo de grupo de grupos de grupos de miles de profesionales de diferentes áreas: nivelación, economía, operación, mantenimiento y más ... diariamente de día a día, por lo que constantemente continuamente, invisible y tranquilo de las plantas de producción a millones de consumidores.
Algo claramente salió de lo esperado, causando grandes consecuencias de la tierra. Aunque las hipótesis ahora abundan por días o incluso semanas para comprender lo que sucedió con la certeza. Para acceder a la explicación, es adecuado revisar cómo funciona el sistema eléctrico moderno en equilibrio.
Equilibrio base
Desde el punto de vista técnico de la red eléctrica, está diseñado para mantener un equilibrio preciso entre la energía generada y consumida en cualquier momento. Cuando este equilibrio se rompe, incluso para milisegundos, puede ocurrir inestabilidad fugaz. Si el desequilibrio dura más de segundos, el riesgo de colapso del sistema crece significativamente.
En los sistemas de corriente alternos, la frecuencia de las señales eléctricas, 50 Hz en Europa, actúa como un indicador clave de este equilibrio. La frecuencia de mayor que nominal sugiere una producción excesiva; Menor frecuencia, deficiencia. Por lo tanto, los códigos de red establecen márgenes estrictos de tolerancia sobre la frecuencia y la tensión.
Si un generador o subestación se desvía de estos márgenes, los sistemas de protección están diseñados para insultarlos automáticamente, evitando efectos no deseados o impredecibles. Cuando hablamos sobre el sistema de "generación perdida", generalmente se refiere a la interrupción de los generadores causados por esta protección, antes de las condiciones anomálicas. Esto acaba de suceder 28. Y causó la cadena de eventos que nos llevan a la cita.
¿Cómo mantener la estabilidad de la red eléctrica?
Históricamente, la estabilidad de la red eléctrica dependía de una "masa rotativa" nacional: inercia mecánica de grandes generadores sincrónicos conectados directamente a la red. Esta inercia ha actuado como un absorbedor natural de trastornos rápidos, ayudando a mantener una frecuencia estable en cambios repentinos en la producción o la demanda.
Sin embargo, las fuentes modernas renovables, como los vientos fotovoltaicos y solares, no tienen esta capacidad. Están conectados a los convertidores de potencia electrónica de red, que, debido a su diseño, no responden automáticamente a las variaciones de frecuencia o participan activamente en el control del control, a menos que esté especialmente programado para ello.
Además de la dimensión técnica, el sistema eléctrico es un ecosistema económico sofisticado. Funciona a través de diferentes mercados, principalmente en el mercado energético (definiendo una combinación de reloj) y un mercado de servicios de personalización (que garantiza el equilibrio en tiempo real incluso para situaciones imprevistas).
Estos mercados están tratando de minimizar el costo global de la energía, pero el aumento de la participación de fuentes renovables e instaladas genera cero costos marginales: aumenta la necesidad de servicios de soporte para garantizar la estabilidad del sistema. En otras palabras, lo que se adquirió en la eficiencia económica puede requerir una mayor inversión en confiabilidad operativa.
Cuando las fuentes de energía renovables son más
El mes de abril, caracterizado por la baja demanda de electricidad (o calefacción o aire acondicionado intensamente) es ideal para la reconstrucción para cubrir una gran parte del consumo. Esto reduce los costos de producción, pero también implica el funcionamiento de la red en las condiciones de baja inercia, con menos generadores de rotación y más convertidores electrónicos. Todo indica que el incidente estaba en marcha. April tuvo lugar en estas condiciones, que sin duda contribuyeron al veredicto.
Afortunadamente, los convertidores modernos ya se pueden controlar para imitar el comportamiento de la generación giratoria, ofreciendo soporte de inercia y ayudar a estabilizar la frecuencia y la tensión.
Los investigadores de la unidad de energía eléctrica de energía de la IMDEA trabajan en el desarrollo de nuevos algoritmos de control para convertidores de energía que sirven como interfaces para fuentes y baterías renovables. Para ser una realidad generalizada, se necesitan cambios en las regulaciones de regulaciones, incentivos económicos y nuevos esquemas de tarifas que cuestan estos servicios.
En países como España, que administra redes relativamente aisladas, ya se crean, como inercia real o virtual, y se revisan los requisitos de conexión para permitirles participar activamente en el control del sistema.
Desde la perspectiva del ingeniero, está claro que, para garantizar la confiabilidad de los sistemas eléctricos en todas las condiciones operativas exigentes, debemos volver a examinar los principios de trabajo tradicionales. No se trata solo de ajuste, sino de definir nuevas especificaciones para el sistema, un producto vital que se desarrolla rápidamente y todos dependemos.
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