Circe lidera dos proyectos europeos que abordan los retos de la integración de renovables en la red eléctrica

En los últimos años, el paradigma de la energía está cambiando de plantas de energía centralizadas de gran tamaño a fuentes de generación renovable distribuida de tamaño pequeño a mediano que inyectan energía en la red de distribución de media y baja tensión (MT y BT). En este contexto, la creciente participación de fuentes de energía renovables variables y no gestionables está desafiando a la red eléctrica en términos de confiabilidad, estabilidad y seguridad de suministro.

La solución a estos retos la tienen las Smart Grids, protagonistas de FLEXIGRID e INTERPRETER dos de los últimos proyectos concedidos a Fundación Circe por la Comisión Europea a través del programa Horizonte2020. Atos, uno de los socios españoles en ambos proyectos, se encargará de actualizar una única plataforma de código abierto para permitir la integración de las diferentes soluciones de hardware y software mediante la explotación completa de los datos proporcionados por los recursos energéticos locales y distribuidos.

El objetivo de FLEXIGRID es garantizar la correcta operación de la red de distribución eléctrica en términos de seguridad y estabilidad, así como incrementar su flexibilidad, en situaciones en las que una amplia tasa de generación renovable haya sido conectada a las redes de media y baja tensión.

De este modo, el proyecto va a desarrollar soluciones de hardware y software, dentro del ámbito de las Smart Grids, que se demostrarán en cuatro pilotos de diferentes países europeos para evaluar su eficiencia en distintos escenarios: una red rural y periurbana en la red española con una cuota de energías renovables del 39%; un complejo hotelero en la isla griega de Thasos que actualmente solo puede integrar el 10% de renovables; una red urbana en la ciudad de Zagreb con áreas congestionadas, y un valle aislado en la región italiana del Tirol del Sur con más del 50% de energía hidroeléctrica.

Para lograr adaptarse a los cambios que se avecinan, FLEXIGRID desarrollará cuatro soluciones de hardware, incluyendo el diseño de centros de transformación del futuro, una nueva generación de contadores inteligentes, nuevos dispositivos de protección de la red y un concentrador multifunción capaz de controlar los activos de la red denominado Energy Box (evolución de un desarrollo propio de Circe).

Además, el proyecto desarrollará cuatro módulos de software adicionales que abordarán la detección de fallos y su reparación, el pronóstico, la operación y la gestión de congestión de la red y la optimización del almacenamiento de energía térmica.

La campaña de demostración del proyecto mostrará la capacidad de las soluciones propuestas para reducir los indicadores SAIDI y SAIFI (tiempo de interrupción medio y el número de interrupciones), al tiempo que aumenta la integración de grandes proporciones de generación variable y reduce las emisiones de CO_2. Además, FLEXIGRID permitirá a las redes de la Unión Europea gestionar la creciente cantidad de cargas gestionables y unidades de generación distribuidas en el futuro y evitar las inversiones en refuerzo de la red gracias a la flexibilidad mejorada, el fomento del crecimiento del mercado y la creación de empleo en el campo de la flexibilidad de los sistemas energéticos.

Para alcanzar los objetivos del proyecto, el consorcio FLEXIGRID cuenta con socios que abarcan toda la cadena de valor del sistema energético, desde universidades y centros tecnológicos hasta agregadores, pasando por distribuidoras y desarrolladores de tecnología, como son (además de Circe) Viesgo, Atos, Ormazabal, ZIV y Universidad de Cantabria en el caso de España.

Circe, además de coordinar el proyecto, liderará el paquete de trabajo de desarrollo de soluciones de inteligencia de red. Entre ellas, el centro tecnológico trabajará para mejorar la Energy Box, un concentrador inteligente con capacidades IoT (internet de las cosas) que gestiona todo tipo de microrredes. Con el fin de garantizar la seguridad en una red con alta penetración de renovables, Circe también colaborará en el desarrollo de dispositivos de protección innovadores para la red de distribución. Para desarrollar estas soluciones, Circe utilizará el equipo RTDS (Real Time Digital Simulator), un innovador simulador digital en tiempo real que permite emular de forma digital el comportamiento real del sistema eléctrico.

Con todo ello, FLEXIGRID mejorará la estabilidad y flexibilidad de la red aumentando la continuidad del suministro; incrementar la capacidad de integración de generación renovable hasta el 45% en la generación distribuida gracias a la mejora del control; reducción en las inversiones necesarias para reforzar la infraestructura eléctrica, mejorando la capacidad de red; aumentar la capacidad de gestionar nuevas demandas eléctricas (autoconsumo y vehículo eléctrico); y reducir las emisiones de CO₂.

El laboratorio de CIRCE cuenta con un equipo RTDS.

FLEXIGRID no constituye un proyecto aislado, sino que forma parte de una estrategia global para mejorar la resiliencia, control y capacidad de la red eléctrica. El proyecto INTERPRETER, también coordinado por Circe, se enmarca en esta misma línea de trabajo. El proyecto desarrollará una solución modular para la gestión y control de la red eléctrica compuesta por una serie de herramientas software interoperables e integradas en una plataforma de software libre, para optimizar su diseño, planificación, operación y mantenimiento.

El elemento central será una herramienta que permita modelar la red de baja y media tensión. Estos modelos son comunes en las redes de transporte (alta tensión) pero no existen en la actualidad en las redes de distribución (baja tensión), debido a la gran extensión de estas redes y una disponibilidad limitada de datos. La herramienta será capaz de crear dicho modelo, incluso cuando los datos sean muy escasos. Una vez superado este reto, existe una gran cantidad de posibles aplicaciones que se benefician de este modelo, como por ejemplo para planificar el emplazamiento óptimo de cargadores de vehículos eléctricos como la detección de fraude.

La solución general y cada uno de sus módulos se desarrollarán, probarán y validarán en estrecha colaboración con dos demostradores que operan en seis países europeos, proporcionando un conjunto de casos de uso representativos con respecto a la disponibilidad de datos, asegurando así la replicabilidad de las soluciones Interpreter en Europa.

INTERPRETER prevé que estas herramientas avanzadas desarrollen nuevos enfoques para la planificación, monitorización y mantenimiento de la red eléctrica que se adapten mejor a las características actuales y futuras de la red y permitan ahorros en los costes de infraestructura.

Asimismo, las herramientas de modelado avanzadas desarrolladas al calor del proyecto mejorarán la precisión para predecir la producción de energía a partir de fuentes renovables variables, minimizando los problemas asociados con el error de predicción. Todo ello reducirá los costes de los componentes tecnológicos clave para permitir que la industria europea mantenga y extienda su liderazgo en electrónica de potencia para sistemas de baterías estacionarias de todos los tamaños, así como la integración de sistemas de baterías en conjunto con altas cuotas de electricidad renovable.

Todo ello se realizará en estrecha colaboración con ocho socios internacionales, entre los que se encuentran universidades, centros tecnológicos como Cartif, empresas tecnológicas españolas como Atos y compañías eléctricas como Grupo Cuerva.