Resiliència de la xarxa elèctrica, basada en les bateries.

En els últims anys, les  indicènceis meteorològics extremes i atacs ciberfísics, han  introdueït noves vulnerabilitats al sistema elèctric. A aquest efecte, és imprescindible millorar la capacitat de resiliència  per suportar i recuperar esdeveniments disruptius per minimitzar així, la durada, la intensitat i els impactes negatius d'aquestes situacions inesperades. 

Els sistemes d'emmagatzematge d'energia es poden considerar com un dels components clau per millorar la resiliència de la xarxa elèctrica. Utilitzar l'emmagatzematge d'energia a gran escala per millorar la capacitat de les xarxes locals i mitigar l'impacte de la pèrdua de generació durant situacions d'emergència s'ha discutit de manera significativa tant en publicacions acadèmiques com en informes industrials. 

Font: AES Energy Storage

Alguns exemples de projectes  inclouen el cas de  Vermont-Rutland amb una capacitat de bateria de 4 MWh  proporciona una potència segura per fer front en cas d'una situació d'emergència, També, el projecte Massachusetts-Sterling amb emmagatzematge de bateries de 2 MWh / 4MWh,  proporcionen una potència de back-up donada una situació de falla elèctrica en instal·lacions crítiques. Recentment, el desplegament d'emmagatzematge d'energia deployment of behind-the-meter (BTM) i els vehicles elèctrics (EV), estan creixent ràpidament. S'espera que el segment BTM global als Estats Units creixi del 19% del mercat d'emmagatzematge en el 2016 fins al 52% el 2022. 

El mercat de plug-in EV als EUA també ha crescut en uns 30.000 vehicles en el 2011 fins a 1.138.400 en el 2018. Fusionant  la proliferació d'emmagatzematge d'energia estacionària distribuïda, així com l'emmagatzematge d'energia mòbil (per exemple, els vehicles elèctrics) en els sistemes elèctrics, crea una nova oportunitat per a la xarxa en les unitats d'emmagatzematge d'energia distribuïda per contribuir a la capacitat de la xarxa  a gran escala.

font: The Sotorify New Times

En condicions normals, cada unitat d'emmagatzematge d'energia mòbil o estacionària funciona com de costum en el sistema elèctric. És a dir, els compradors d'energia elèctrica adquireixen electricitat de la xarxa pagant l'eneriga que consumiran en el proper viatge, o intercanviant energia amb la xarxa i proporcionar aioxí, serveis auxiliars quan no s'utilitzen durant el viatge del VE.

Els sistemes d'emmagatzematge estacionaris també estan controlats localment per participar en els mercats elèctrics, la gestió de la demanda o l'operació de les micro-xarxes. Durant inicdències masives de la xarxa, com podria ser una situació climàtica extrema, o atacs cibernètics o els canvis sobtats en les generacions renovables o en les càrregues, es possible gestionar adequadament una xarxa basada en unitats d'emmagatzematge d'energia per millorar la capacitat dela xarxa fent possible restaurar la càrrega gràcies a la  energització d'aquesta. També, optimitzant la utilització dels recursos energètics, es possible mantenir l'equilibri entre oferta i demanda i evitar la inestabilitat a la xarxa. Una xarxa basada en sistemes d'emmagatzematge d'energia distribuïda pot ajudar a la restauració dels sistemes facilitant el funcionament del sistema en mode illa o compensant la pèrdua de la font d'energia principal mitjançant l'alliberament de l'energia emmagatzemada d'una manera coordinada.

Font: Navigant Research

A més, la integració de l'emmagatzematge d'energia distribuïda en una xarxa, millora la flexibilitat de la xarxa per a la reconfiguració immediata en resposta a incidències imprevistes. Llavors, es pot gestionar la xarxa basada en unitats d'emmagatzematge d'energia per controlar el flux d'energia de la nova configuració d'aquesta i redirigir l'energia emmagatzemada a una infraestructura crítica. 

Les unitats d'emmagatzematge d'energia també poden funcionar com un amortidor energètic per compensar la intermitència renovable. Per tant, la incorporació de sistemes d'emmagatzematge d'energia amb recursos energètics renovables com la solar i el vent, converteixen la generació renovable en una font fiable per proporcionar energia a la xarxa.

Donat una pertorbació, les bateries distribuïdes es caracteritzen per proporcionar flexibilitat addicional per relaxar  restriccions donat un problema origintat per un desequilibre entre l'oferta i la demanda i optimitzar la utilització dels recursos energètics. A més, les unitats d'emmagatzematge d'energia amb una ràpida resposta, poden mitigar ràpidament els trasitòris locals i evitar la propagació de l'efecte de la pertorbació en el sistema.

Font: Smart energy internacional

Aquest sistemes d'emmagatzematge i degut a la quantitat d'energia que emmagatzemen, ofereixen inèrcia virtual a les xarxes. És a dir, l'energia emmagatzemada a les unitats d'emmagatzematge emula l'energia cinètica emmagatzemada al rotor dels generadors síncrons que es pot alliberar donades les possibles falles elèctriques o per un desequilibri dràstic de la  potència. La inèrcia virtual de les unitats d'emmagatzematge d'energia distribuïda, milloren l'estabilitat del sistema en el moment de la pèrdua sobtada de la generació i, per tant, augmenta la tolerància i la robustesa del sistema en el seu conjunt a canvis bruscos. Encara que els sistemes d'emmagatzematge d'energia distribuïda poden contribuir efectivament a la capacitat de la xarxa, encara hi ha diversos reptes per millorar la capacitat d'aqeusta xarxa mitjançant la utilització d'una xarxa de sistemes d'emmagatzematge d'energia mòbils estacionaris i  distribuïts. Els reptes es poden classificar en 

1) reptes tecnològics 

2) reptes financers i econòmics 

3) reptes de política i regulació. 

Les preocupacions tècniques es relacionen principalment amb el control cooperatiu de les unitats d'emmagatzematge d'energia a la xarxa per proporcionar una resposta ràpida a esdeveniments de contingència, amb capacitat de reconfiguració i flexibilitat de la xarxa, amb i una arquitectura de comunicació i protocols d'interacció entre unitats energètiques i sistema de control, amb estàndards d'interoperabilitat , i amb problemes de degradació de la bateria en  els VE. Els principals reptes financers-econòmics estan relacionats amb la necessitat d'un model de negoci adequat, un mecanisme per a les transaccions financeres entre grups d'interès (propietaris, operadors, agregadors, etc.) i un model econòmic per a un funcionament rendible del sistema.

Font: IEEE SmartGrid