Laboratorio estadounidense prueba nuevo modelo para investigar fallas en la red

Jun 02, 2024

Investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL) del Departamento de Energía están trabajando para comprender los efectos de las fallas eléctricas en la red eléctrica moderna de Estados Unidos.

Las fallas son condiciones anormales en un circuito eléctrico que interrumpen el flujo de energía, con el potencial de causar apagones que afectan a miles de clientes. Las fallas pueden ser causadas por fallas del equipo, errores humanos, eventos climáticos y desastres naturales. Comprenderlos permite a las compañías eléctricas y a los operadores de sistemas mantener un servicio eléctrico confiable y reducir la cantidad de cortes.

Sin embargo, los métodos de modelado tradicionales son menos efectivos para predecir cómo se comportará la tecnología digital de vanguardia. Los recursos energéticos más nuevos, como los paneles solares y los cargadores de vehículos eléctricos, se están extendiendo a través de la red eléctrica, aumentando la presencia de dispositivos electrónicos llamados inversores, que alteran el flujo de corriente eléctrica para que coincida con el sistema de transmisión más grande. En comparación con los sistemas mecánicos, la electrónica de potencia es un dispositivo de acción mucho más rápida que se ve afectado de forma diferente por fallos en partes distantes de la red. Pero la mayoría de las compañías eléctricas no han ajustado su planificación para reflejar estos cambios.

Es por eso que la Corporación de Confiabilidad Eléctrica de América del Norte (NERC) está pidiendo a las empresas de servicios públicos y operadores que utilicen un nuevo método para investigar las causas y efectos de las fallas: el análisis de dominio de transitorios electromagnéticos o EMT. En comparación con los modelos tradicionales, se espera que este tipo de análisis represente con mayor precisión los acontecimientos que se desarrollan rápidamente.

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"A medida que se produce la transformación de la red con más recursos basados ​​en inversores y cargadores de vehículos eléctricos, se necesita EMT para comprender la confiabilidad del sistema", dijo el investigador de ORNL Suman Debnath. Al carecer de estos métodos y herramientas, es posible que los operadores y las empresas de servicios públicos no puedan mantener su nivel anterior de confiabilidad del servicio, especialmente cuando planifican futuras interconexiones y expansiones del sistema de transmisión.

El equipo de investigadores de ORNL de Debnath, en colaboración con su socio Southern California Edison, llevó a cabo una de las primeras replicaciones de fallas exitosas utilizando EMT a principios de este año después de integrar sus propios modelos y algoritmos en una herramienta de análisis de dominio de EMT. Al ejecutar la simulación en el laboratorio ORNL y en el hardware de Southern California Edison, dijeron que reprodujeron con precisión los efectos de una falla de California de 2018 en una gran planta solar.

"El desarrollo de un modelo de alta fidelidad ayudará a las empresas de servicios públicos a comprender mejor la dinámica física de la electrónica de potencia, mejorando así el rendimiento de la red y alineándose con nuestra visión futura de modernización de la red", dijo Md Arifujjaman, ingeniero senior de innovación en tecnología de red en Southern California Edison. “Este tipo de proyecto nos ayuda mucho. Cuanta más dinámica puedas presentar, mejor para nosotros, para la red y para el cliente”.

Publicado originalmente en Power Grid.