Resumen ejecutivo entregable E4.4: Control dinámico de tensión en el CT. Prototipo 1
Este documento es el resultado de los trabajos realizados en EIDER en el marco de la actividad que tiene por objetivo abordar el control dinámico de tensión en el Centro de Transformación (CT) y desarrollar las aplicaciones del caso de uso enfocadas en la optimización de la baja tensión. En el documento se han realizado las siguientes tareas: investigar tecnologías y metodologías actuales utilizadas en el control de tensión en CTs, identificar las limitaciones y desafíos asociados con los mecanismos de control de tensión existentes y analizar los datos de entrada disponibles: identificación de diferentes fuentes, como lecturas de consumos de energía, tensión, corriente, potencias y condiciones meteorológicas y evaluación de la calidad y disponibilidad de los datos para alimentar la aplicación de control de tensión. Además, se ha diseñado y especificado los algoritmos (incluyendo el desarrollo de un diseño básico, así objetivos de control, criterios de desempeño y restricciones operativas), se ha desarrollado el propio algoritmo (incluyendo la implementación de una primera versión conceptual, centrándose en la funcionalidad básica). Por último, se han realizado pruebas y ajustes iniciales para validar el funcionamiento de los algoritmos en un entorno de simulación y se ha integrado la aplicación (MVP) en la plataforma, de manera exploratoria y se ha probado la integración para verificar la compatibilidad y el rendimiento de la aplicación con la infraestructura existente en el CT.
La creciente complejidad de las redes de baja tensión, marcada por la expansión del autoconsumo fotovoltaico y la electrificación de la demanda (especialmente la carga de vehículos eléctricos), ha generado nuevos retos en la regulación de la tensión. Los transformadores tradicionales con cambiadores de tomas manuales resultan insuficientes para afrontar esta variabilidad, ya que requieren desenergizar el equipo para modificar la toma, provocando interrupciones y careciendo de capacidad de ajuste dinámico.
Para abordar estas limitaciones, se han desplegado transformadores con cambiadores de tomas en carga (OLTC), capaces de modificar la relación de transformación sin interrumpir el servicio. Su objetivo es mantener la tensión próxima a una consigna, dentro de bandas de histéresis definidas. Sin embargo, la determinación óptima de esta consigna se ha convertido en un desafío técnico relevante.
Las soluciones existentes presentan limitaciones importantes:
Algunos fabricantes proponen regular según la potencia gestionada por el transformador, lo cual resulta insuficiente en redes con prosumidores, ya que parte de la energía puede no atravesar el transformador.
Los métodos basados en modelos topológicos y flujos de carga aportan precisión, pero son costosos de mantener y sensibles a errores en la representación de la red.
La estimación de potencias instantáneas a partir de consumos horarios linealizados no captura picos ni valles, reduciendo la fiabilidad del cálculo.
Frente a estas limitaciones, se ha desarrollado un algoritmo de consigna óptima dinámica de tensión que no depende de modelos de red ni de potencias del CT. En su lugar, correlaciona directamente:
Los eventos de tensión registrados por los clientes (sobre/subtensiones reales).
Las tensiones medidas en cabecera del Centro de Transformación.
La disponibilidad de datos de alta resolución mejora notablemente la efectividad del algoritmo. En el caso piloto, la presencia de un Smart Transformer permitió trabajar con medidas minutales, muy superiores a los registros convencionales de 5 minutos (SABT) o los horarios.
El análisis de datos históricos demostró que la consigna inicial fija no estaba adaptada a la realidad operativa, generando eventos de sobretensión durante las horas solares y de subtensión en momentos de alta demanda nocturna. Esto confirmó que una consigna fija no puede gestionar adecuadamente redes con alta variabilidad.
Por ello, se implementó una estrategia de consigna dinámica, ajustada automáticamente según el comportamiento horario de la red. Los resultados fueron claros:
- Se redujo de forma sustancial la cantidad total de eventos.
- Ninguna franja superó los 11 eventos por hora, incluso en verano, donde las condiciones son más exigentes.
- La red operó con mayor estabilidad y menor riesgo de incidencias.
- En conjunto, el proyecto valida que:
- La regulación basada en modelos de red o potencias del CT es insuficiente para redes con alta penetración de recursos distribuidos.
- El uso de eventos reales de calidad más tensiones en cabecera permite una estrategia robusta y directamente alineada con la experiencia del cliente.
- La consigna dinámica mejora significativamente la calidad del suministro y reduce los eventos de tensión fuera de rango.
- Este enfoque representa un avance práctico, escalable y adaptable para la gestión inteligente de tensión en redes de baja tensión, con impacto directo en la calidad del suministro y la estabilidad operativa.
