Xarxes elèctriques mitjançant electrònica de potencia.

Les grans centrals elèctriques amb els seus grans generadors síncrons són els encarregats de proporcionar estabilitat a la xarxa elèctrica, però a  mida que vagin desacoblant-se per aturar-se successivament en el transcurs de la transició energètica, cal fer front per com resoldre l'estabilitat de la xarxa que ofereixen aquestes centrals. Una manera es veure com els convertidors basats en electrònica de potencia que formaran la xarxa, podran garantir un subministrament de corrent altern sinusoïdal i amb freqüència de xarxa estable.

Qualsevol electrodomèstic o dispositiu que s'utilitza a les llars es dona per suposat que les preses de corrent són una font d'energia fiable. Tanmateix, la xarxa elèctrica té un disseny molt complex i el seu nivell d'equilibri és una qüestió delicada. La forma ideal per què l'energia es transporti a través de les línies elèctriques a Europa és un corrent altern sinusoïdal amb una freqüència gairebé constant de 50 Hz. Això és possible gràcies a l'estabilitat de les propietats físiques dels generadors síncrons a les grans centrals elèctriques. Aquestes grans centrals elèctriques utilitzen la seva massa giratòria per aportar inèrcia al sistema i, per tant, reaccionar amb una resposta inercial a les pertorbacions de la xarxa. Llavors una potencial deficiència en la generació d'energia, es pot compensar utilitzant l'energia cinètica de curta durada que te emmagatzemada gràcies a la seva massa giratòria. D'aquesta manera, no hi ha pèrdues sobtades i de gran abast de potència en situacions crítiques com ara la interrupció no planificada de grans capacitats de generació o les anomenades divisions del sistema.

Llavors, com per fer possible la transició energètica cal desconnectar  les centrals nuclears, de carbó i de gas  per ser substituïdes per formes de generació renovable com una tendència què s'intensificarà en els propers anys. Això significa que els generadors síncrons, que tenen un paper central en el control de la xarxa, desapareixeran per ser substituïts  per convertidors basats en electrònica de potència per poder formar la xarxa elèctrica.

Aquest convertidors són dispositius electrònics de potència, amb la principal funció és convertir el corrent continu en corrent altern. Depenent de la classe de potència, poden variar en el seu aspecte des d'un equip molt petit, fins a una gran central elèctrica de MW. El seu comportament elèctric no està determinat físicament, sinó que primer s'ha de configurar mitjançant determinats algorismes de control. Actualment, els convertidors estan programats de manera que alimenten la quantitat d'energia desitjada a una xarxa elèctrica rígida, proporcionada per grans centrals elèctriques i fortes. Els convertidors que han de crear la xarxa, d'altra banda, estan programats per comportar-se com una font de tensió. De manera similar a la de les centrals elèctriques convencionals, de manera que responen a la demanda a curt termini de la xarxa i proporcionen resposta inercial.

Per exemple, és important que aquest dispositius, en casos especials com serien les situacions de sobrecàrrega, línies amb una falla o pèrdues de zones de consum o generació, responguin de manera que sigui possible mantenir la xarxa estable. Per aquest motiu, s'està investigant sobre el desenvolupament de dispositius i algorismes que permeten provar diversos escenaris d'aplicacions amb l'ajuda de simulacions.

Sembla que hi ha consens entre els gestors de la xarxa de transport en què els convertidors de xarxa són necessaris per a una gran part de les noves plantes que s'incorporen a la xarxa. Per això es treballa amb diferents operadors de xarxes elèctriques amb la finalitat d'aconseguir reunir una disposició única d'habilitats per els equips d'electrònica de potència i control, així com de la dinàmica de la xarxa i la integració de la xarxa, per obtenir una completa visió de l'ús i els requisits precisos per  formar aquesta xarxa amb convertidors a més gran escala. Inicialment,  cal definir els requisits de les futures xarxes elèctriques i també quines situacions crítiques.

Diferents treballs de recerca, mostren  que el canvi de generadors síncrons a convertidors electrònics són una solució viable. Per això, també cal establir  de forma clara el què requerirà la xarxa del futur.

Ramon Gallart