IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - November/December - 77

Los conceptos de macrorredes presentados en este artículo para Estados
Unidos y Europa no se pueden planificar, diseñar o implementar sin una
entidad que sea responsable de ejecutar la transmisión a ese nivel.
adecuación de la energía a penetraciones de energías renovables
más bajas (G 30 %) porque era suficiente una sobreconstrucción
de la capacidad eólica y solar [las barras violetas en
la figura 5(a)]. No obstante, en penetraciones más altas, se
requirió una expansión de transmisión adicional [las áreas
grises muestran CA, el naranja muestra adiciones de CC en
la figura 5(a)] para proporcionar diversidad en las energías
renovables y la carga.
La transmisión ayuda a la confiabilidad en
estado estacionario
Los análisis de flujo de carga de la RIIA examinaron violaciones
térmicas y de tensión en condiciones de estado estacionario
en operaciones normales y anormales. Las violaciones
operativas comenzaron a ocurrir con una penetración de
energías renovables del 30 %, lo que requirió la expansión
de la transmisión [figura 5(b)]. Se requirieron soluciones
adicionales de transmisión de mayor tensión a medida que
aumentaba la penetración de las energías renovables.
Transmisión necesaria para la estabilidad
dinámica
Los análisis de la RIIA abordaron la respuesta de frecuencia,
la estabilidad transitoria, la estabilidad de pequeña señal
y la estabilidad del convertidor para examinar la estabilidad
dinámica en caso de una falla de transmisión o la pérdida
del generador más grande. Con un 40 % de penetración
renovable, los bolsillos del sistema con altas penetraciones
de fuentes basadas en inversores experimentaron problemas
de red débiles. Estos resultaron en oscilaciones de tensión
no amortiguadas e interacciones de control [figura 5(c)]. La
RIIA aplicó por primera vez soluciones comerciales de bajo
costo, como el ajuste de controles y el redespacho del generador,
pero a medida que los problemas de tensión y estabilidad
del convertidor se volvieron más severos, se requirieron
soluciones más costosas. HVdc con convertidores de fuente
de tensión puede ayudar a la estabilidad, pero los convertidores
conmutados en línea no ayudaron y los condensadores
síncronos crearon nuevos problemas de estabilidad. En este
estudio no se consideraron las nuevas tecnologías, como los
inversores de formación de red, pero es probable que sean
mitigaciones útiles en el futuro.
La figura 5(d) muestra la suma de todas las soluciones
de mitigación de confiabilidad de RIIA acumuladas en
los sucesivos niveles de energías renovables analizados.
La mayoría de las mitigaciones fueron líneas de transmisión
y otra infraestructura de transmisión. Se utilizó la
noviembre/diciembre 2021i
sobreconstrucción de algunas energías renovables para el
balance, y una pequeña cantidad de centrales de gas para
la adecuación de las fuentes. Puede haber oportunidades
de reducción de costos optimizando para un estado futuro
deseado en lugar de acumular mejoras incrementales a lo
largo del tiempo.
¿Es el almacenamiento un reemplazo de
la transmisión?
El almacenamiento y la transmisión pueden incrementarse
mutuamente, y ambos serán necesarios para descarbonizar
la red. La cantidad de almacenamiento necesario puede
reducirse aprovechando un sistema de transmisión optimizado,
pero el almacenamiento más la transmisión brindarán
a los operadores del sistema la flexibilidad de mantener la
confiabilidad al menor costo.
Para un 40 % de penetración renovable, la optimización
de solo almacenamiento de la RIIA condujo a una solución
costosa, con 16 GW de almacenamiento nuevo. La optimización
de la transmisión más el almacenamiento proporcionó
una solución mucho más barata (0.5 GW de almacenamiento),
impuso la menor restricción de generación renovable
y permitió que el almacenamiento se utilizara de manera
más completa. La optimización de solo transmisión fue solo
un poco más cara que la solución de transmisión más almacenamiento.
El
estudio del MIT incluyó un análisis de sensibilidad
amplio, que mostró que la energía nuclear flexible y económica
redujo la cantidad de transmisión requerida, mientras
que el aumento de la electrificación o las restricciones de
ubicación de energías renovables más estrictas aumentaron
la necesidad de transmisión. La combinación de energía
eólica/FV/en baterías de bajo costo con transmisión optimizada
a nivel nacional tuvo el menor costo de todos los casos
de sensibilidad considerados.
ZeroByFifty examinó la producción y utilización de
hidrógeno como un mecanismo de almacenamiento de
larga duración y descubrió que se necesitaba más transmisión
con los escenarios de hidrógeno. Dados los gastos
asociados con el transporte de hidrógeno (fugas, eficiencia
de transporte, etc.), el estudio encontró que era más barato
producir el hidrógeno más cerca de sus centros de utilización.
La transmisión de electricidad a las instalaciones de
producción de hidrógeno resultó más rentable que la producción
de hidrógeno cerca de las instalaciones de generación
de electricidad y el transporte del hidrógeno a los
centros de utilización.
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