Por Jorge Moreno | LiCore AC

La reciente liberación y reestructuración del sector eléctrico en México ha conducido a un nuevo escenario que ha cambiando el modelo técnico y económico del mercado eléctrico. Como consecuencia se ha aumentado drásticamente la penetración de energías renovables, entre las cuales destaca la tecnología solar fotovoltaica por presentar el crecimiento más dinámico.¹

El nivel de penetración de generación distribuida renovable en una sección de red eléctrica se define como la relación entre la potencia pico renovable no-despachable y la demanda pico, expresada en términos de porcentaje.² Esta relación se clasifica en tres niveles:

En México la generación distribuida se refiere a plantas menores a 0.5 MW que son instaladas cerca de los puntos de consumo, principalmente, para uso comercial o residencial.³ Esta característica restringe a que la generación distribuida sea instalada exclusivamente en redes de distribución eléctrica.

Originalmente las redes de distribución eléctrica fueron dimensionadas para operar bajo el esquema de generación centralizada, modelo pasivo que primordialmente maneja flujo constante de potencia unidireccional de alta densidad. Por su parte, la generación distribuida renovable es un modelo que interconecta plantas intermitentes que generan flujos variables de potencia bidireccional de baja y media densidad. 

La operación conjunta de ambos modelos genera problemáticas que comprometen la estabilidad y confiabilidad en las redes de distribución conforme el nivel de penetración de generación distribuida renovable aumenta. Esta situación demanda que las redes eléctricas evolucionen a modelos activos conocidos como redes eléctricas inteligentes o smart grids. 

Las problemáticas surgen debido a que la penetración masiva crea una fuerte dependencia en las redes de distribución por la energía renovable. El recurso renovable es intermitente por naturaleza, lo que provoca variaciones en la potencia suministrada por las plantas de generación que pueden desencadenar escenarios de falla que comprometan la estabilidad de la red eléctrica, tales como:

Actualmente, para controlar los escenarios de falla los operadores de red utilizan equipos especializados en las subestaciones, tales como reguladores de línea, interruptores mecánicos automatizados o condensadores. Sin embargo, conforme la penetración de generación distribuida renovable aumenta los escenarios de falla potenciales son más comunes y el soporte de los equipos puede ser insuficiente y costoso, debido a que el mantenimiento y los reemplazos tempranos por estrés son más frecuentes.

Ante este panorama surgen, naturalmente, algunas preguntas:

1 Secretaría de Energía, “Reporte de Avance de Energías Limpias Primer Semestre 2016,” México 2016, pág. 83.

2 Paul De Martini, “Making the Distribution Grid More Open, Efficient and Resilient,” Newport Consulting, Caltech Resnick Sustainability Institute, Mach 26, 2015. Disponible en línea.

3 Diario Oficial de la Federación, “Manual de Interconexión de Centrales de Generación con Capacidad menor a 0.5MW”.

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