10. Operación del sistema eléctrico

Introducción

Se entiende por sistema eléctrico el conjunto de instalaciones encargadas de producir, transportar y distribuir la energía eléctrica. A semejanza de muchas otras industrias, en realidad se trata de fabricar un producto -las centrales eléctricas se encargan de ello-, de transportarlo -las líneas de alta tensión, a modo de grandes autopistas, trasladan la energía desde los grandes centros de producción hasta los grandes núcleos de consumo-, de distribuirlo –las líneas de media y baja tensión, a modo de tentáculos, llevan la energía hasta el más recóndito lugar habitado-, y de consumirlo en un sinfín de aplicaciones industriales, domésticas, ocio, transporte, iluminación, …. Eso sí, nos encontramos ante un producto de características tan especiales que la forma de operar el sistema se convierte en un asunto sumamente complejo. Ampliar contenido

Este capítulo trata de introducir al lector no especializado en los conceptos técnicos básicos que se manejan continuamente en la operación de un sistema eléctrico, haciendo uso para ello de analogías que puedan resultarle más intuitivas. Se abordan así conceptos como tensión, corriente, energía, potencia activa y reactiva, frecuencia, corriente alterna o corriente continua entre otros. Así mismo el capítulo describe someramente cómo se lleva a cabo la operación de un sistema técnicamente tan complejo como éste, familiarizando al lector con los términos más corrientes usados en ese campo, tales como el mix óptimo del parque de generación, los costes de inversión y de operación, el margen de la asignación de unidades o “unit commitment”, la coordinación hidrotérmica, el despacho económico, el mercado diario, el precio marginal de la energía, los servicios complementarios, el control frecuencia-potencia, el control de tensiones, el análisis N-1, las reservas de operación, la reserva terciaria, el Operador del Sistema, el Operador del Mercado o las restricciones de red entre otros. El capítulo se centra en describir la operación del sistema al nivel de la generación y red de transporte.

Se trata en definitiva de entender cómo están organizadas y cuáles son las principales decisiones que hay que tomar para que este sistema funcione apropiadamente de la forma más económica y fiable posible. La descripción de la operación del sistema se ha organizado en torno a la jerarquización temporal de las decisiones involucradas, desde el largo plazo, hasta el muy corto plazo o tiempo real. Efectivamente, como sucede con otros muchos tipos de industrias, necesitaremos planificar la expansión del sistema en el medio a largo plazo para asegurar que dispondremos de suficientes instalaciones para hacer frente a la evolución de la demanda eléctrica –involucra decisiones de inversión en nuevas instalaciones de producción y de redes–, planificar la operación en el corto a medio plazo y, por último, realmente operar el sistema en el muy corto plazo o tiempo real.

El sistema eléctrico representa un gigantesco sistema dinámico en equilibrio permanente, que necesita segundo a segundo una estrecha vigilancia de su estado, y unas acciones correctoras inmediatas en el caso de detectarse algún desequilibrio o problema. El riesgo de lo contrario es simplemente el colapso completo y el consiguiente apagón generalizado del país. La fiabilidad y seguridad técnica son factores absolutamente críticos en la operación en tiempo real.

Por ello, al igual que se requiere un centro de control centralizado aéreo para garantizar la seguridad de los vuelos en un determinado espacio aéreo (independientemente de las compañías que operen dichos vuelos), el sistema eléctrico necesita un centro de control centralizado encargado de vigilar, controlar y actuar para garantizar la seguridad (fiabilidad) técnica del sistema. A esta figura se le denomina Operador del Sistema (OS). En España es Red Eléctrica de España (REE) quién tiene atribuida esta función.

Sumario
Autor
Michel Rivier Abbad

Doctor Ingeniero Industrial por la Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ICAI) de la Universidad Pontificia Comillas de Madrid. Es Profesor Propio Ordinario en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Investigador del Instituto de Investigación Tecnológica de dicha Universidad. Ha sido Director de dicho Instituto y actualmente es Director de la Cátedra Iberdrola de Energía e Innovación, y Coordinador del área de Economía y Regulación de la Energía del Instituto.

Sus áreas de experiencia tanto en docencia como en investigación están relacionadas con la operación, planificación, regulación y economía de los sistemas de energía eléctrica así como el desarrollo de modelos de simulación y optimización relacionados con ellas. Ha participado en numerosas consultorías y proyectos de investigación en esos campos, en colaboración con distintas empresas y organismos nacionales e internacionales, así como en varios proyectos europeos en los distintos Programas Marco de la Unión Europea. Ha dirigido varias tesis doctorales, ha publicado numerosos artículos en conferencias y revistas internacionales y es co-autor de varios libros de difusión internacional.

Documentación