Millorar la resiliència a les smartgrids.

Millorar la resiliència mitjançant les micro-xarxes sostenibles crea valor mitjançant els paradigmes de xarxes intel·ligent

Font:Microgird Knowlege

Resiliència

La resiliència del sistema elèctric s’ha convertit en un factor important quan hi han incidències de gran abast. Segons el Departament d’Energia dels Estats Units, al voltant del 58% de les falles d’energia elèctrica, són el resultat d’unes males condicions meteorològiques. D'altra banda, els ciberatacs al sistema elèctric representen una amenaça addicional per a la resiliència del sistema elèctric. Un sistema d’energia resilient ha de ser capaç d’anticipar, suportar i respondre a contingències sense precedents. Els actuals estàndards de fiabilitats del sistema elèctric, estan pensats  per suportar contingències d’alta probabilitat i baix impacte. Tanmateix, la resiliència té l'objectiu de suportar les pertorbacions  de baixa probabilitat i gran impacte. No obstant això, es considera que el sistema elèctric és una infraestructura crítica i qualsevol dany, afecta directament a l'economia d'un país, ja que depenen de l’energia elèctrica per al seu funcionament. Per exemple, una interrupció elèctrica durant una setmana en una regió podria produir grans pèrdues per a la indústria de les telecomunicacions, cosa que afectarà directament l'economia del país.

Font: Bloom Energy

Micro-xarxes sostenibles

Les micro-xarxes, són inherentment resistents a causa de la seva capacitat per operar desconnectades de la xarxa elèctrica en cas d'incidències i tornar-se a connectar quan la xarxa torna a estar disponible. Quan es genera una illa, els generadors  s’han de fer càrrec de les càrregues per continuar subministrant  elèctricitat. Històricament, els generadors de gasoil, les micro-turbines i les centrals tèrmiques, s'han utilitzat per a la generació local en els  centres on hi ha la càrrega. Tanmateix, el seu funcionament depèn de la disponibilitat de combustible als propis dipòsits. En aquests casos, una micro-xarxes sostenible amb una combinació diversa de renovables és clau per millorar la resiliència. Una micro-xarxes sostenible, podria passar per una llarga desconnexió de la xarxa.

Font Energy News

A la majoria de països, la no paritat a la xarxa elèctrica amb les renovables, encara fa que el subministrament de la xarxa sigui una opció més barata. Per tant, és imprescindible la voluntat de pagar per una generació d’alt cost (cost de resiliència) amb renovables i emmagatzematge. A més, el nivell de resiliència és subjectiu i difereix entre diversos sectors i consumidors. Un client residencial pot optar per estar sense servei elèctric, en comptes de pagar per la resiliència. Mentre que, el sector de serveis i de producció exigeix ​​un alt nivell de resiliència, ja que una interrupció pot produir una gran pèrdua. A més, l’anàlisi tradicional cost-benefici produeix un cost  net més gran per aquests projectes. Així doncs, una valoració adequada de la resiliència i l'estimació de la generació amb uns  potencials ingressos, atrauria inversions en microgrids sostenibles.

Creació de valor mitjançant paradigmes de les xarxes  intel·ligents.

Sota el funcionament normal d'una xarxa elèctrica, els generadors convencionals basats en combustibles fòssils estan inactius durant molt de temps. Per tant, no genera cap valor durant tota la seva vida, a part de proporcionar surant unes hores la funció de reserva o back-up. No obstant això, una micro-xarxes sostenible connectada a una xarxa elèctrica,  podria participar en diversos serveis i  generar ingressos mitjançant tecnologies de les xarxes intel·ligents. En primer lloc, és possible minimitzar les factures dels comercialitzadors elèctrics mitjançant una gestió eficient de la generació local. Els controladors de les  micro-xarxes, es poden programar per participar en el mercat d'energia mitjançant la distribució òptima de recursos tenint en compte el temps d'ús segons un senyal tarifari. En aquestes circumstàncies, l’emmagatzematge d’energia local, té un paper fonamental, ja que podria aportar energia durant hores punta. Una micro-xarxa sostenible amb bateries de resposta ràpida i en un règim de mercat desregulat, és possible aprofitar al màxim els beneficis participant al mercat. A més del mercat de capacitats, pot participar al mercat dels ancilliary  services. Les ofertes de liquidació al mercat dels ancilliary  services solen ser elevades a causa de la demanda immediata de recursos.

Font: Tecnaton

La demand respond,  és un altre paradigma de la xarxa intel·ligent que permet generar ingressos addicionals controlant les càrregues no crítiques quan ho requereixi el distribuïdor/comercialitzador. Tot i això, també és possible reduir el consum d'energia de la xarxa sense perdre càrregues, gràcies a la generació local. Com a bonus addicionals, els vehicles elèctrics poden augmentar encara més la resiliència sense comportar cap cost inicial. L’argument està avalat gràcies a la mobilitat per a la qual,  es compren els VE. Una gran oferta de VE,  es podrien connectar a la micro-xarxa i proporcionar electricitat  en determinades condicions. No obstant això, una estimació precisa de la distribució espacial i temporal dels VE (patró de conducció) podria afectar el cost de la resiliència.

Conclusió

Les infraestructures crítiques d’un país com les telecomunicacions, els exercits, la companyies d’aigua, gas  i els hospitals, requereixen d'un sistema d’alimentació altament resistent ja que són responsables de l’economia, el benestar social i la seguretat dels ciutadans. Amb els generadors  existents i una quantitat finita d’emmagatzematge de combustible en el dipòsits, és costòs per augmentar la resiliència. El funcionament dels generadors de gasoil i les micro-turbines per al subministrament de reserva és una proposta costosa en països com Islàndia, Noruega, Suècia, etc., on el cost del combustible és molt elevat. No obstant això, una potencial solució, seria integrar una barreja diversa de renovables i sistemes d’emmagatzematge d’energia per formar un microgrid sostenible. Mentrestant, una tècnica de control eficaç, milloraria la resiliència i permetria la transició cap a una energia sostenible. No obstant això, l’augment de la resiliència sovint comporta un cost a suportar. La pèrdua monetària evitada per una elevada resiliència compensa l’alta inversió financera. Una anàlisi cost-benefici amb una estimació adequada d'ingressos de la generació prevista  per part de la microgrid atrauria inversió. Per tant, s’hauria d’aconseguir un equilibri entre el cost i la resiliència per obtenir una solució factible.

Font: IEEE Smartgrid