Científicos del Laboratorio Nacional Oak Ridge y la Universidad de Tennessee, Knoxville, han desarrollado un innovador algoritmo para predecir la estabilidad de la red eléctrica utilizando señales de proyectos de almacenamiento de energía hidroeléctrica. A medida que la red se transiciona hacia una mayor dependencia de energías renovables intermitentes, este método ofrece una conciencia situacional crítica.
Funcionamiento de los proyectos hidroeléctricos de almacenamiento de energía
La energía hidroeléctrica es una fuente de energía renovable que está directamente conectada a la red, proporcionando inercia a través del giro de grandes turbinas. El almacenamiento de energía hidroeléctrica, también conocido como PSH, funciona mediante la extracción de electricidad de la red durante períodos de baja demanda de energía para bombear agua desde un embalse inferior a un embalse superior, creando así un banco de almacenamiento de energía. Durante períodos de alta demanda, el agua almacenada se dirige de vuelta al embalse inferior a través de las turbinas, generando electricidad.
La inercia, que se refiere a la energía cinética proporcionada por las partes giratorias de las grandes centrales eléctricas, juega un papel crucial en mantener un equilibrio entre la oferta y la demanda de energía en la red. Sin embargo, fuentes como la energía solar y eólica ofrecen una inercia mínima debido a su conexión a la red utilizando inversores que convierten la corriente continua en corriente alterna para la transmisión. Esta falta de inercia deja a las redes que dependen de fuentes de energía renovable conectadas a inversores más vulnerables a cambios repentinos, como daños por tormentas o picos de demanda inusuales.
El investigador principal Yilu Liu y sus colegas desarrollaron un nuevo algoritmo que captura la señal de PSH y la combina con datos recopilados de sensores de bajo costo desplegados en todo el país. El sistema de detección y medición, FNET/GridEye, fue creado por investigadores de ORNL y UTK para monitorear las operaciones de la red en una amplia área. Al analizar la señal de PSH y los datos de los sensores en tiempo real, el algoritmo proporciona una estimación altamente precisa de la inercia de la red.
Validación y aplicación del algoritmo
Para validar la efectividad del algoritmo, los investigadores colaboraron con servicios públicos y autoridades reguladoras de energía en el oeste y este de Estados Unidos, donde la energía hidroelétrica de almacenamiento es prominente. Los resultados demostraron la contribución significativa de la energía hidroeléctrica de almacenamiento a la estabilidad de la red en presencia de fuentes de energía renovable intermitentes.
La herramienta de visualización, junto con el algoritmo, se está exhibiendo actualmente a servicios públicos y autoridades coordinadoras de la red como la Corporación de Confiabilidad Eléctrica de América del Norte. El proyecto tiene como objetivo resaltar la importancia de la inercia y cómo la energía hidroeléctrica de almacenamiento puede abordar el desafío, especialmente a medida que la red integra más fuentes de energía renovable intermitentes.
Beneficios del algoritmo y la interfaz de visualización
A medida que la red eléctrica continua evolucionando hacia una mayor dependencia de las energías renovables, predecir la estabilidad de la red se vuelve cada vez más importante. El algoritmo y la interfaz de visualización desarrollados por los investigadores ofrecen una solución valiosa para mejorar la conciencia situacional de la red. Al estimar con precisión la inercia utilizando señales de PSH y datos de sensores, los operadores de la red pueden responder de manera proactiva a las fluctuaciones y posibles inestabilidades.
Conclusión
El enfoque en predecir la estabilidad de la red eléctrica utilizando señales de proyectos de almacenamiento de energía hidroeléctrica representa un gran paso adelante en la gestión de la transición a la energía renovable intermitente. El algoritmo desarrollado por el Laboratorio Nacional Oak Ridge y la Universidad de Tennessee proporciona una herramienta práctica para que los operadores de la red supervisen y se preparen para posibles inestabilidades. A medida que la red se adapta para acomodar más fuentes de energía renovable, soluciones como la energía hidroeléctrica de almacenamiento se vuelven cada vez más esenciales para mantener un sistema eléctrico confiable y sostenible.
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