Que é a rede eléctrica

Definición

Unha rede eléctrica, tamén coñecida como rede de enerxía, defínese como unha rede abrangente que integra unidades de xeración, transmisión e distribución de enerxía. A súa función principal é facilitar a transferencia de enerxía eléctrica dende as fontes de xeración ata os usuarios finais. Unha cantidade substancial de electricidade transmítese dende as centrais de xeración ás zonas de carga a voltaxes de 220kV ou incluso superiores. A rede composta por estas liñas de transmisión de alto voltaxe denomínase superrede. A superrede, a súa vez, fornece enerxía á rede de subtransmisión, que xeralmente opera a 132kV ou voltaxes inferiores.

Tipos de Redes Eléctricas

As centrais eléctricas dentro dunha rede eléctrica suelen situarse preto das fontes de combustible para minimizar os custos de transporte do sistema. No entanto, isto xeralmente significa que están localizadas lonxe das áreas densamente poboadas. A electricidade de alto voltaxe xerada nesas centrais diminúese utilizando transformadores de paso baixo nas subestacións antes de ser distribuída aos consumidores. As redes eléctricas poden categorizarse principalmente en dous tipos:

Rede Regional

Unha rede regional estabelecese ligando diversos sistemas de transmisión dentro dunha área xeográfica específica mediante liñas de transmisión. Este tipo de rede serve para optimizar a distribución e xestión da enerxía a nivel local ou rexional, asegurando que se cubran eficientemente as demandas de electricidade da área.

Rede Nacional

A rede nacional forma-se interconectando múltiples redes regionais. Proporciona unha rede unificada e extensa de distribución de enerxía a nivel nacional, permitindo a transferencia fluida de electricidade entre diferentes rexións. Este sistema interconectado axuda a equilibrar a oferta e a demanda de enerxía no país, mellorando a estabilidade e a fiabilidade xeral da rede.

Razóns para a Interconexión da Rede

A interconexión de redes eléctricas ofrece varias vantaxes significativas. Permite a utilización óptima dos recursos de enerxía, asegurando que a enerxía se distribua de maneira eficiente entre diferentes áreas. Esta interconexión tamén mellora a seguridade do suministro de enerxía, xa que as fallos nunha parte da rede poden compensarse coa enerxía de outras rexións interconectadas.

Ademais, a interconexión da rede contribúe á eficiencia económica e fiabilidade do sistema de enerxía en xeral. Ao ligar as centrais xeradoras, é posible reducir a capacidade de xeración de reserva necesaria en cada zona individual. Esta aproximación de recurso compartido non só aforra costos asociados ao manter un exceso de potencia de reserva, senón que tamén mellora a resiliencia e o rendemento xeral da rede eléctrica.

Cando hai un aumento súbito na carga ou unha perda de xeración de enerxía dentro dunha zona específica da rede eléctrica, esa zona pode obter enerxía de zonas adxacentes interconectadas. Pero, para asegurar interconexións fiables, é esencial certa capacidade de xeración, coñecida como reserva girante. A reserva girante compónse de xeradores que operan a velocidade normal e están preparados para fornecer enerxía inmediatamente cando sexa necesario.

Tipos de Interconexións

As interconexións entre redes eléctricas poden categorizarse principalmente en dous tipos: a conexión HVAC (Corrente Alternada de Alto Voltaxe) e a conexión HVDC (Corrente Continua de Alto Voltaxe).

Interconexión HVAC (Corrente Alternada de Alto Voltaxe)

Nunha conexión HVAC, dous sistemas de corrente alternada (CA) conxúntanse mediante unha liña de transmisión de CA. Para unha interconexión exitosa de sistemas de CA, é crucial manter unha frecuencia controlada de cerca en ambos os sistemas. Por exemplo, nun sistema de 50Hz, o rango de frecuencia aceptable xeralmente está entre 48.5 Hz e 51.5 Hz. Este tipo de interconexión denomínase interconexión sincrónica ou enlace sincrónico, xa que crea unha conexión ríxida entre os dous sistemas de CA.

A pesar do seu uso xeneralizado, a interconexión de CA ten varias limitacións, e a interconexión de sistemas de CA adoita enfrentar os seguintes desafíos:

• Propagación de Perturbacións de Frecuencia: Dado que a interconexión de dúas redes de CA é sincrónica, calquera fluctuación de frecuencia nun sistema transmite rapidamente ao outro. Isto pode levar a inestabilidade na rede interconectada.

• Impacto do Balanceo de Potencia: Os balanceos de potencia nun sistema de CA poden afectar significativamente o outro. Os balanceos de potencia a gran escala poden activar frecuentemente os dispositivos de protección, posiblemente causando fallos importantes no sistema. En casos graves, tales fallos poden levar ao colapso completo da rede de CA interconectada.

• Aumento dos Niveis de Fallo: Conectar un sistema de CA existente a outro mediante unha liña de enlace de CA pode aumentar o nivel de fallo. Isto ocorre porque a liña paralela adicional reduce a reactancia equivalente do sistema interconectado. No entanto, se ambos os sistemas de CA están conectados á mesma liña de fallo, o nivel de fallo de cada sistema individual permanece inalterado.

Interconexión HVDC (Corrente Continua de Alto Voltaxe)

Un enlace de CC, ou enlace de CC, ofrece un acoplamento máis flexible entre os dous sistemas de CA que se conectan. A diferenza das interconexións HVAC, os enlaces de CC son asincrónicos. O enfoque de interconexión HVDC vén acompañado de varias vantaxes notables:

• Independencia de Frecuencia: A natureza asincrónica do sistema de interconexión de CC permite a conexión de redes de CA que operan a frecuencias iguais ou diferentes. Esta característica única permite a integración sinxela de sistemas de CA diversos, permitindo que cada sistema mantenga os seus propios estándares de frecuencia e opere de forma independente.

• Control Preciso do Flujo de Potencia: Os enlaces HVDC poden controlar rapidamente e de maneira confiable a magnitude e a dirección do flujo de potencia axustando o ángulo de disparo dos convertidores. Este mecanismo de control preciso mellora significativamente o límite de estabilidade transitória do sistema interconectado, asegurando unha transmisión de potencia máis fiable.

• Amortiguación do Balanceo de Potencia: Mediante a modulación do flujo de potencia a través do enlace de CC, as interconexións HVDC poden amortiguar rapidamente os balanceos de potencia nas redes de CA interconectadas. Isto melhora efectivamente a estabilidade xeral da rede eléctrica, reducindo o risco de fallos en cascada e mellorando a resiliencia do sistema.

Nos tempos modernos, as redes eléctricas tradicionais están sendo cada vez máis substituídas por redes intelixentes. Utilizando contadores intelixentes e electrodomésticos inteligentes, as redes intelixentes ofrecen unha maior eficiencia operativa, un mellor xestión da demanda e un rendemento xeral mellorado en comparación cos seus contrapartidas convencionais.