La estrategia, propuesta Ana Isabel Narváez en su tesis de la Maestría en Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, se basa en el uso de redes de comunicación compatibles con la tecnología de comunicación Ethernet (acceso múltiple con escucha de portadora y detección de colisiones), que por más de 30 años se ha empleado para la interconexión mundial de millones de equipos a través de internet.

Con su uso en el soporte de las operaciones de los sistemas eléctricos estos se modernizarían hacia las smart grids, cuyo objetivo es optimizar el consumo energético en las grandes urbes.

“Esta integración garantiza un sistema de energía sostenible y económicamente eficiente, con bajas pérdidas y altos niveles de calidad y de seguridad de suministro”, señala la magíster Narváez, quien en su estrategia de conectividad indica paso a paso cómo incluir la tecnología de comunicación en un simulador de redes eléctricas.

A partir del desarrollo de este sistema se han obtenido dos enfoques de aplicación: el primero consiste en la transmisión de datos entre los modelos de una smart grids que se implementan en simuladores de dos computadores diferentes, y el segundo se basa en la transmisión de datos entre los modelos de una smart grids que se implementan en un simulador y tarjetas de desarrollo (sistemas embebidos). “Estos enfoques permiten generar plataformas de pruebas de bajo costo y rápido prototipado”, explica la magíster Narváez.

Ingeniería inversa

Los sistemas eléctricos tradicionales que se usan hoy se caracterizan por ser radiales y centralizados, es decir que las fuentes de generación se encuentran concentradas y alejadas geográficamente del consumidor, como por ejemplo las grandes centrales hidroeléctricas.

En ese sentido, con la estrategia se pueden hacer adecuaciones a los simuladores de redes eléctricas para incluir las redes de comunicación. “Se debe hacer ingeniería inversa, debido a que varios simuladores poseen la herramienta para transmitir datos pero no se les puede realizar ninguna modificación. Por lo tanto, surge la idea de encontrar un camino que permita adecuar el simulador para trasmitir datos a través de internet”, explica la investigadora.

Uno de sus aportes es identificar los retardos que puede presentar el uso de la redes de comunicación durante la ejecución de las tareas de la red eléctrica, y ofrecerle al ingeniero electricista una serie de pasos y algoritmos para que él pueda integrar las redes de comunicación en la red eléctrica y ajustar las simulaciones según sus requerimientos.

Aplicación de las smart grids

Actualmente si un transformador se estalla los vecinos del sector afectado deben llamar a la empresa de energía e informar acerca del daño. Pero con la implementación de las smart grids este procedimiento no sería necesario porque inmediatamente después de que se produzca el apagón, los dispositivos de monitoreo enviarían la alerta directamente a la empresa a través de la red de comunicación, de manera que los procesos sean efectivos y ágiles, detalla la magíster.

Otra posible aplicación de las smart grids sería en el hogar, ya que ayudaría a detectar los aparatos eléctricos que tienen mal uso de la energía, como por ejemplo cuando los cargadores se dejan enchufados por horas o días sin ninguna necesidad. Estos accesorios se podrían conectar y desconectar remotamente.

Además el objetivo primordial de las smart grids es aplanar la curva de demanda y mejorar la calidad del servicio, puesto que facilita la detección de fallas en la red eléctrica y la reducción de emisiones de CO₂.

En Colombia, según el Estudio Smart Grid Colombia Visión 2030, en 2016 se calculó que cada usuario del sistema de distribución local tuvo un promedio de interrupción de servicio de 29,47 horas/año. Con la automatización del sistema de distribución, como una aplicación de smart grids, se estima que para 2030, ese tiempo se reduzca a 5,44 horas/año.