MONITORIZACIÓN DE LA RED ELÉCTRICA EN TIEMPO REAL
(DE LOS SCADA CLÁSICOS A LOS MODERNOS SISTEMAS DE AYUDA)
El sector eléctrico ha sido pionero en la implantación de sistemas de control centralizado para la gestión de su red. En los años 70 todas las empresas eléctricas disponían de Centros de Control y de sistemas SCADA para la supervisión y control de la red de AT[1].
La tecnología disponible y las comunicaciones de la época no permitían expandir el control a niveles más bajos de tensión, mientras que la presencia de personal en la totalidad de los centros de producción eléctrica tampoco hacían necesario el envio masivo de información a los Centros de Control.
El valor patrimonial y estratégico de los activos constituidos por subestaciones, transformadores AT/AT y AT/MT[2] y líneas de AT, justificaban plenamente el desarrollo organizativo y tecnológico para atender la monitorización en tiempo real de estas infraestructuras, las cuales y por los mismos motivos disponían de sofisticados sistemas de protección que eran capaces de proporcionar valiosa información para la correcta explotación de los elementos eléctricos, limitar riesgos y orientar la localización de las faltas.
Los Centros de Control actuales son los herederos de esta cultura que se ha ido desarrollando mediante la extensión de la monitorización en tiempo real a redes de niveles de tensión inferior, la incorporación de sistemas de protección cada vez más sofisticados y la incorporación de sistemas de cálculo que permiten estimaciones de medidas allí donde no alcanzan los sistemas de medida.
El desarrollo de las comunicaciones y las tecnologías de la información han extendido el concepto de Centro de Control a otros ámbitos no solo energéticos sino tambien a carreteras, túneles, ferrocarril etc.
El sistema de monitorización y telecontrol da respuesta a las necesidades de los Centros de Control para la getsión de los trabajos programados, la gestión de incidencias imprevistas y la vigilancia y acción preventiva de la red.
Podemos identificar dos aspectos clave que contradicen los apriorismos generalmente extendidos. Primero, descubrimos al sector eléctrico como un sector avanzado y altamente tecnificado cuando a veces se le identifica como un sector anclado en el pasado. En segundo lugar la identifiacación de un sector donde la presencia de las TIC y de los conocimientos propios de la Ingeniería de la Telecomunicación han tenido, tienen y tendrán aún más, un campo importante de aplicación.
Para apreciar la complejidad en la explotación de un sistema eléctrico de Transporte-Distribución basta con observar la dimensión y la diversidad de los elementos que lo componen, sin perjuicio de considerar que los millones de elementos están dispersos en una ámplia geografía y generalmente situados en campo abierto y sometidos a duras condiciones meteorológicas. La red eléctrica de Transporte y especialmente de distribución de energía eléctrica es la infraestructura más extraordinaria que jamas el hombre ha construido sobre el planeta.La naturaleza de la electricidad la hace imperceptible, esta característica exige que los procedimientos de acercamiento y alejamiento a la red ,necesarios para la realización de los trabajos de mantenimiento, tengan que estar muy protocolarizados. Más del 80% de las maniobras y carga de trabajo del Centro de Control, están relacionados con la ejecución de los trabajos programados en la red.
Ante una avería imprevista, el Centro de Control. junto con el personal de campo, debe aislar el elemento averiado y reponer el servicio minimizando la afectación sobre los clientes.
Tan solo en Catalunya existen más de 470 grandes subestaciones AT/MT o MT/MT monitorizadas en tiempo real donde se dispone de información de más de 7500 interruptores, casi 18.000 seccionadores y casi un millar de reguladores de tensión, de los cuales se dispone de mando sobre el 100% de los interruptores.
A este volumen de información topológica hay que añadirle la capacidad de mando sobre más de 20.000 elementos en las redes de MT (mayoritariamente 25Kv) y la gestión de casi 125.000 alarmas y teleseñales de vigilancia de estos elementos, de las protecciones asociadas, así como la señalización de servicios auxiliares del conjunto de la subestación.
El sistema protectivo es capaz de mandar información sobre las causas de la actuación, el requisito funcional que debe atender esta información es informar al centro de control del origen y la naturaleza del incidente (¿que elemento?), el grado de disponibilidad de dicho elemento (¿se puede contar con él?) así como que parte de la organización de apoyo habrá que movilizar y con que prioridad (¿a quién hay que activar y cuando?). Para ello es imprescindible conceptualizar la información.
El desarrollo de las TIC en las redes de MT ha incrementado el nivel de observación y de control más allá de las subestaciones clásicas y en Catalunya, donde hay más de 50.000 Cts[3] MT/BT[4]), desde el Centro de Control se monitorizan más de 4500 elementos de maniobra telemandados en la red de MT.
Los Técnicos de Operación tienen una actitud proactiva mediante la monitorización de la red para mantener una vigilancia continua y una acción preventiva si procede, para ello los Centros de Control cuentan con el apoyo de la telemetria. Solo en Catalunya el sistema recibe con una periodicidad de 2 a 20 segundos más de 15.000 medidas de las cuales más del 30% disponen de unos niveles de vigilancia que alertan al Técnico de Operación.
La magnitud de las cifras manejadas en cuanto a volumen, puestas como ejemplo en el caso de Catalunya, pueden parecer y lo son muy significativos y representan un reto para un sistema informático de gestión en tiempo real. La paradoja del negocio de la Distribución es que estas cifras siendo grandes son ridículas cuando las comparamos con el número de apoyos[5] que hay en la red, el número de fusibles, el número de transformadores de medida, el número de vanos susceptibles de caerse o el número de autoválvulas[6] que pueden morir en combate frente a una tormenta eléctrica.
La implantación de sistemas tecnológicos altamente avanzados junto con procedimientos operativos y organizaticiones entrenadas ha permitido no tan solo reducir drásticamente los tiempos de interrupción sino que abrir el futuro hacia la Smart Operation y las Smart Grids.
La incorporación transversal de conocimiento técnico en el sector será un elemnto clave que permitirá compatibilizar este futuro con el respeto que requiere una infraestructura muy valiosa para el país como es su red eléctrica, la extraordinaria dimensión en cuanto a tamaño y especialmente su hetereogeneidad que se verá sin duda aumentada con la incorporación de nuevos elementos activos tanto de generación renovable como de demanda que podrán tener comportamientos autónomos.
Un aspecto relevante del sector eléctrico son los períodos de amortización y de funcionamiento de los activos eléctricos que difieren sustancialmente de los que más habitualmente estamos acostumbrados en los sectores de las TIC. La vida de un router, de un elemento de telefonia celular es órdenes de magnitud inferior de lo que requiere una subestación eléctrica, un transformador AT/MT o MT/BT y esto no tan solo contribuye a aumentar la heterogeneidad de los elementos que están en explotación en términos generacionales sino que requiere una aproximación incremental y no sustitutiva a la hora de plantear cambios.
Nuestro colectivo de Ingenieros de Telecomunicación tiene en el sector eléctrico un importante ámbito donde desarrollar su conocimiento y su actividad profesional.
Josep Ballart Guasch
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