Xarxes intel·ligents i foment de la flexibilitat.

El sector energètic determina i potencia la transició energètica gràcies a la integració de les fonts d'energia renovables i la digitalització de la xarxa. Per excel·lència, el concepte de xarxa intel·ligent es basa en una sèrie de característiques i funcionalitats en temps real, mitjançant la incorporació de la tecnologia 5G, la integració d'algoritmes d'anàlisi i  la presa de decisions, serveis innovadors i solucions per afavorir la flexibilitat en els sistemes energètics.

En cada cop més camps, el big data, i la digitalització en general, segueixen una tendència amb una dinàmica molt alta. A les empreses, la digitalització acostuma a referir-se a habilitar, millorar i/o transformar les operacions empresarials i/o les funcions empresarials aprofitant les tecnologies digitals i un ús més ampli de dades digitalitzades, convertides en intel·ligència i coneixement actiu.

Una  eficaç explotació depèn, de la qualitat de l'anàlisi de les dades, els algorismes d'interpretació, les aplicacions TIC associades i els serveis basats en el núvol per fer possible una eficaç flexibilitat de l'explotació de la xarxa. Per defecte, i amb l'avenç tecnològic, el mercat reacciona i proposa solucions per donar resposta a aquestes tendències, però la seva adopció i implantació depèn de noves mesures i actualitzacions del marc normatiu, per respondre adequadament a les necessitats tècniques com les de  necessitat de mercat.

Llavors, fer front a la congestió tècnica de la xarxa com ajustar oferta i demanda del mercat, adoptar implantar una xarxa intel·ligent i fomentar la flexibilitat cal que les normatives vigents no presentin obstacles i esdevinguin com a catalitzadors per a l'adopció d'aquestes solucions.

Històricament, el sector energètic ha recollit dades al llarg del temps sobre el funcionament dels sistemes energètics. A més, per explotar aquest enorme potencial la tendència i la dinàmica de la digitalització consoliden aquest posicionament del sector  cap a solucions en temps real i big data que  impacta en un millor seguiment, control i optimització de les operacions. Amb l'augment de l'energia distribuïda i els reptes d'integrar les energies renovables variables, els principals actors (TSO i DSO) són cada cop més capaços de col·laborar i assumir nous rols. La tendència de la digitalització per donar suport als processos de les xarxes intel·ligents i la flexibilitat mitjançant la implementació de solucions basades en dades en temps real, genera nous perfils d'actors com són els integradors de solucions, agregadors, prosumidors, les comunitats energètiques,

En general, els models de negoci que s'integren i es basen en aquestes solucions digitals, donen suport al desenvolupament de xarxes intel·ligents enfocades al servei de manera què,  les accions normatives destinades a suportar el cost del servei, poden actuar com una palanca per "anar al mercat".

En la mateixa línia, les solucions TIC en l'àmbit energètic, han de garantir la uniformitat, transferibilitat i sostenibilitat d'aquestes actuacions. Llavors, la inclusió dels requisits TIC en els codis de xarxa  poden ser una mesura útil en la regulació.

Les solucions que integren característiques específiques i que tenen un impacte directe en la flexibilitat dels sistemes energètics, es poden estar recolzades  per disposicions reguladores, com podria ser un codi de xarxa sobre la resposta a la demanda i la flexibilitat.

Donar suport al "cost del servei"

Els sistemes energètics intel·ligents per al seu seguiment i funcionament de les xarxes energètiques estan relacionats amb l'adopció i la implementació d'aplicacions basades en big data en temps real, que a un nivell avançat disposen de solucions gracies al deep learnig. Per la majoria dels escenaris que necessiten "anar al mercat" aquestes solucions s'integren i es defineixen com a serveis sobre les projeccions del model de negoci.

Més enllà d'aquests escenaris, els integradors d'aquestes solucions, com podrien ser els agregadors o potencials nous actors, esdevenen els proveïdors d'aquests serveis. Els TSO i els DSO, són potencialment beneficiaris de manera que els cal polítiques dins d'un marc normatiu adequat per afavorir l'adquisició de solucions tècnicament i financerament possibles.  Una mesura reguladora destinada a esdevenir una palanca en el context anteriorment descrit, podria ser  la prestació d'incentius i suport al "cost del servei".

En bona mesura pels mercats energètics nacionals de molts països europeus els quals ja disposen de disposicions normatives per fomentar i donar suport a les inversions en el desenvolupament de xarxes energètiques destinades a millorar la qualitat del seu funcionament, estan relacionades amb CAPEX. El mateix objectiu, la qualitat de servei i l'augment de la qualitat dels serveis energètics, es podria aconseguir de manera més eficient mitjançant una combinació del CAPEX i OPEX, per reduir l'esforç financer que haurien de suportar els operadors del mercat energètic.

Per un suport més ampli del OPEX, les polítiques per incentivar haurien de tenir en compte components tals  com l'adquisició de sensors per un millor coneixements sobre l'estat de la xarxa elèctrica, però també solucions de telecomunicacions per implementar una transmissió de dades més ràpida i fiable.

Requisits TIC pels codis de xarxa

En el mateix context i des de la mateixa perspectiva de la regulació, un aspecte important fa referència als requisits  TIC dins dels actuals codis de xarxa i la seva actualització dinàmica.

A nivell europeu, els TSO disposen d'un marc normatiu ben desenvolupat i fonamentat en que  àmpliament s'accepta que gran part del creixement de les renovables es pot basar en la generació descentralitzada. Fins ara, no s'ha fet cap anàlisi exhaustiu més enllà de la xarxa de transport la qual cosa significa que les xarxes de distribució es troben en un situació insuficientment analitzades i provades, la qual cosa pot donar lloc a nous reptes  a través d'un comportament encara no identificat.

Pel que fa a la xarxa de transport, la Comissió Europea ha definit un conjunt de codis de xarxa amb dos objectius:

1.- Porta a la finalització del mercat interior de l'energia de la UE, 

2.- Assolir l'objectiu del % d'integració de les renovables.

Per tant, aquest primer objectiu d'un 20% de fonts d'energia renovables va ser la base per a les definicions del conjunt actual de codis de xarxa, i els components de disseny existents per què els serveis auxiliars compleixen els mateixos criteris.

En el camí cap un augment exponencial de les energies renovables variables i la digitalització, cal tenir en compte diversos reptes tècnics i normatius, i es necessiten esmenes als codis de xarxa i serveis auxiliars existents. Calen una sèrie de canvis i adaptacions crítiques, des del punt de vista tècnic, com el control de freqüència i la tensió, per donar suport a l'estabilitat, seguretat i funcionament òptim del sistema energètic, amb implicacions normatives tant des d'aquesta perspectiva com des de la d'aspectes TIC, com es preveu  en els requisits del capítol TIC dins dels codis de xarxa.

Sense dubte, cal donar resposta al context d'augment exponencial del grau d'implicació de les tecnologies TIC en les solucions energètiques, per garantir el compliment dels requisits d'uniformitat i transferència, i donant un suport adequat als principals reptes tècnics, per:

1.- Habilitar noves tècniques per al control de l'estabilitat de tensió a la xarxa elèctrica que requerirà  connectar un gran nombre de punts de comunicació.

2.- Habilitar tècniques d'estimació de la inèrcia per resoldre la disminució de la inèrcia del sistema a causa de la penetració de fonts d'energia distribuïdes.

3.- Habilitar tècniques de control d'estabilitat de freqüència per resoldre els problemes existents de la xarxa elèctrica per minvar la variància de freqüència.

4.- Habilitar tècniques avançades d'optimització de les operacions de les VPP per millorar l'actual trading del mercat energètic.

5.- Fer possible que les TIC permetin un sistema avançat d'agregació i mercat de flexibilitat energètica, és a dir, fer possible noves interaccions entre el mercat energètic i les tècniques de dinàmica ràpida del DSO per millorar més l'estabilitat de la xarxa elèctrica.

6.- Fer possible el desplegament  5G i l'edge cloud computing, per permetre  la instal·lació de dispositius PMU de baix cost els quals, requereixen taxes de dades de mostreig extremadament altes i un rendiment de comunicacions de latència ultra baixa.

Les VPP com a nous participants al mercat d'equilibri elèctric

Avui en dia, el Mercat d'Equilibri Elèctric (EBM) és un component molt important del funcionament dels sistemes elèctrics. Per la instrumentalitat d'aquesta estructura, els operadors de la xarxa elèctrica disposen de les eines necessàries per controlar la freqüència, tant en condicions normals de funcionament com en cas d'incidències. Això és fonamental per millorar l'equilibri de la potència en sistemes elèctrics amb alta penetració de dispositius no síncrons.

Tenint en compte la importància de l'EBM, els requisits per a l'acceptació són molt estrictes. La condició de participar permet a les empreses fer ofertes i rebre pagaments en aquest mercat. Una vegada que una entitat legal rep l'estatus per participar a l'EBM, el seu rol és controlat acuradament l'operador del sistema elèctric. En cas que incompleixi les seves obligacions contractuals, les penalitzacions poden anar des de multes econòmiques i poden provar la cancel·lació de la seva condició de participant.

Fins fa poc, els VPP no s'han considerat prou fiables per ser acceptats com a participant de l'EBM. No obstant això, l'evolució de les plataformes software utilitzades per a la coordinació del funcionament dels components del VPP ha comportat una major acceptació.

Hi ha diferents iniciatives dels reguladors nacionals pertanyents a diferents països europeus per abordar el paper i les responsabilitats dels VPP en aquest context, però sense un enfocament coherent, guiat per un conjunt de bones pràctiques i aportant sostenibilitat.

Noves Normes per a la Gestió de la Generació Distribuïda Renovable

Partint de l'exemple d'una iniciativa d'aquest tipus a Alemanya, on hi ha grans canvis per als operadors de xarxa pel que fa al redispatx i l'alimentació, el legislador ha revisat els requisits per a la reducció de les plantes de generació a on hi han colls d'ampolla i problemes amb la tensió a la xarxa.

Tots els operadors de xarxa  hauran d'estar en condicions de resoldre les congestions de la xarxa mitjançant accions orientades al mercat, proporcionant compensacions econòmiques. A més, caldrà redactar, negociar i celebrar nous contractes. S'espera que la càrrega per a cada operador de xarxa sigui elevada. Totes les instal·lacions de generació, incloses les plantes RES i les centrals de cogeneració a partir de 100 kW de potència instal·lada, així com les plantes que poden ser controlades de forma remota per un operador de xarxa en qualsevol moment seran incloses en el redispatx.

Per això,  s'han redefinit els mecanismes d'implantació per al redispatx de les plantes de RES i de cogeneració. En el futur, el responsable de l'equilibri de  la generació tindrà dret a realitzar ajustos. A més, l'operador de la planta té dret a rebre una compensació econòmica per la pèrdua d'ingressos, com ja s'havia fet en el passat. En el futur, les parades es basaran en valors planificats i dades de previsió. En cas de coll d'ampolla a la xarxa o problemes de tensió, l'operador de la xarxa que tingui aquest problema a la xarxa, ha de decidir quines plantes de generació de la seva xarxa o d'altres xarxes han de modificar la seva generació  per evitar el problema. 

Ramon Gallart