IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - May/June 2023 - 91

manejo ineficiente de la seguridad N-1, que degeneraron en
apagones en cascada.
El mundo está en transición hacia redes eléctricas sostenibles,
que se alimentan de generación renovable variable.
Esta transición energética que permite la digitalización
está generando importantes transformaciones en la red, en
particular una penetración masiva de fuentes de energía
distribuida (FED) (p. ej., generación renovable) interconectadas
con la red a través de la electrónica de potencia.
Esta transformación cambia radicalmente la dinámica conocida
de la red, genera formas nuevas de inestabilidad
y exige replantearse el funcionamiento, el control y los
mercados de la red. En este contexto, es posible que se
materialicen amenazas nuevas y vulnerabilidades atípicas
de las redes, que los operadores aún no han experimentado.
En consecuencia, las lecciones aprendidas de apagones
pasados poco sirven durante la transición energética. Para
tener un éxito confiable en la transición energética, se necesita
una mayor anticipación y cautela de las que se han
visto hasta ahora.
Por qué ocurren los apagones,
clasificación de las causas y principios de
seguridad y resiliencia
La red eléctrica de transmisión es una infraestructura vital
y compleja que sustenta nuestra sociedad; por lo tanto, tiene
que funcionar de manera segura, pero también a un costo
razonable. La seguridad, o confiabilidad operativa, es la
capacidad de la red eléctrica de soportar perturbaciones,
p. ej., contingencias (fallas inesperadas de los componentes
del sistema), con un suministro
ininterrumpido de electricidad.
Garantizar la seguridad es una
tarea difícil para los operadores
por las siguientes razones:
✔ la complejidad matemática
y física de los fenómenos
que se producen en la red,
✔ la diversidad de amenazas
a las que están expuestas
las redes eléctricas (véase
la figura 1), como peligros
plausibles/frecuentes (rayos,
descargas atmosféricas
que provocan cortocircuitos
y fallas de componentes),
peligros meteorológicos extremos
(p. ej., inundaciones,
incendios forestales y tormentas)
y peligros de origen
humano (p. ej., terrorismo
y ciberataques); algunos
peligros no se han previsto
ni utilizado en el diseño de
la red debido a la limitación
mayo/junio 2023
del presupuesto y a los exorbitantes costos asociados.
Una red eléctrica no puede funcionar con un 100 % de
seguridad, es decir, estar totalmente protegida frente a posibles
contingencias y apagones; ese intento tiene un costo
prohibitivo, si es que es físicamente factible, mientras que
establecer ese porcentaje de seguridad sigue siendo una difícil
tarea pendiente. Por consiguiente, en la práctica, la red
funciona con un compromiso entre el costo de operación y
el nivel de seguridad deseado. Este compromiso se establece
mediante el denominado criterio de seguridad N-1, según el
que una red con N componentes disponibles debe ser capaz
de soportar en cualquier momento la falla de los componentes
individuales (p. ej., una línea eléctrica o un generador)
(véase la figura 1). La resistencia a contingencias incluye
acciones correctivas basadas en reglas o software que inician
los operadores (p. ej., control de topología de red, generadores
y redespacho) y controles automáticos de lazo cerrado.
La digitalización en curso de la red favorece las acciones
correctivas en detrimento de las acciones preventivas más
costosas (decididas antes del tiempo real), pero aumenta la
complejidad de la toma de decisiones.
Un apagón es una interrupción total no planificada del
suministro eléctrico en una área determinada que dura un
periodo indeterminado. En las últimas cinco décadas han
ocurrido en todo el mundo numerosos apagones con efectos
sociales y económicos catastróficos (p. ej., en hospitales,
ferrocarriles, aeropuertos, tráfico, suministro de agua y tratamiento
de aguas residuales). El costo social medio estimado
de los apagones (p. ej., pérdidas económicas por pérdida
de producción y daños) es enorme. Por ejemplo, cientos de
Riesgos de origen humano
(ciberataques, terrorismo...)
Generador 1
Generador 2 Generador 3
N-3
N-3
N-1
N-3
Carga 1
Carga 2
Red eléctrica física
figura 1. Amenazas para el funcionamiento de la red eléctrica y dos ejemplos de
contingencias (N-1 y N-3).
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Riesgos climáticos extremos
(tormentas, inundaciones,
incendios forestales...)
Peligros plausibles/frecuentes
(rayos, daños colaterales)
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