El experto en redes: ¿cómo podría un portal DERM cambiar la red eléctrica?

Hay un millón de termostatos inteligentes en busca de un líder. Y millones más de estos dispositivos inteligentes en el borde de la red eléctrica, generando energía o cargándose, todos esperando una dirección para un propósito mayor.

Hablo de recursos de energía distribuidos (DER) que conforman una vasta red, y la mayoría de estas instalaciones están conectadas detrás de los medidores en hogares y negocios en todo el mundo. La red eléctrica podría beneficiarse enormemente al integrar estos DER en un ecosistema de servicios públicos que aumente la eficiencia y confiabilidad para todos los clientes.

Lo que estos millones de DER están esperando es un portal, o un mercado que gestione los DER para lograr una mayor eficiencia. Un portal de mercado de recursos de energía distribuidos (DERM) podría reunir esta red desorganizada en una estructura centralizada que funcione en conjunto en beneficio del sistema eléctrico. Sin embargo, esto es más que un problema de ingeniería por resolver; necesita el apoyo del cliente y de los reguladores.

Estos activos ya están instalados y, en su mayoría, son propiedad de los usuarios finales de los servicios públicos, y las encuestas muestran que la mayoría de los clientes están dispuestos a ceder el uso de sus DER por periodos determinados para aliviar la demanda durante eventos pico.

Ok, tenemos partes dispuestas en ambos lados. ¿Cómo lo hacemos? Me mantendré en un nivel alto, porque todos sabemos que el diablo está en los detalles. Esto requerirá muchas mentes brillantes, pero confío en que podemos hacer que esta solución funcione.

Algunos requisitos funcionales

Desde paneles solares en techos y termostatos inteligentes hasta vehículos eléctricos y cargadores, todos son recursos potenciales que los servicios públicos pueden usar para garantizar confiabilidad y operaciones más fluidas para la red eléctrica. Las empresas de servicios públicos tienen procesos de conexión y programas para gestionar DER, y muchos clientes ya se están inscribiendo. Para facilitar operaciones más amplias del mercado DER, como las propuestas en la Orden 2222 de FERC, necesitamos un portal de mercado DER que conecte los datos de los DER de forma segura.

Un portal de mercado DER es mucho más que el control operativo de termostatos inteligentes y otros DER. También respalda la gestión de programas de DER para clientes y servicios públicos, servicios en campo y análisis en back office que optimizan la regulación de la red. Un sistema de gestión de recursos de energía distribuidos (DERMS) le da al servicio público la capacidad de visualizar, modelar, despachar y controlar todos los DER conectados a su sistema.

Como mencioné, un DERMS empresarial completo debe apoyar estos requisitos funcionales clave:

1. Operaciones
2. Analítica
3. Gestión de programas
4. Gestión de dispositivos DER
5. Servicio de campo

Combinadas, estas funciones están habilitadas con una infraestructura que puede coordinar activos de energía distribuidos en un área amplia, tan grande como un operador de sistema independiente (ISO) o una organización regional de transmisión (RTO). Los nueve ISO/RTO en EE. UU. son donde idealmente debería residir cada portal DERM. Se requieren operaciones de mercado similares en Europa.

Los reguladores deben participar

Esta debería ser una transición sencilla hacia la creación de un portal DERM, y la Comisión Federal Reguladora de Energía (FERC) está ayudando. La orden 2222 de FERC nos da la oportunidad de crear este entorno. Esencialmente, con la 2222 la FERC está abriendo el mercado mayorista a los DER. Las comisiones estatales de servicios públicos deben seguir el ejemplo y facilitar que los DER se conecten con cada red eléctrica local.

Uno de los mayores desafíos será crear un flujo de valor de regreso al servicio público. Las jurisdicciones locales y las comisiones estatales de servicios públicos (PUC) son partes importantes de esta posible monetización para los servicios públicos. Los reguladores deben proporcionar incentivos para que los servicios públicos creen programas que beneficien a los clientes, y hacer que valga la pena para ambas partes participar.

Si bien los DER más grandes pueden participar directamente, como una gran instalación de almacenamiento de baterías, la mayoría de los DER son pequeños y necesitan que los servicios públicos los integren a la red. Solo al agregar los miles de DER dispersos por un territorio de servicio en una red cohesiva, los servicios públicos pueden aprovechar las eficiencias que estos dispositivos pueden ofrecer.

Miles de clientes son propietarios de estos activos y controlan el rendimiento de estos dispositivos. Los servicios públicos necesitan el consentimiento del cliente para controlar los DER durante unas pocas horas para mitigar una restricción de la red que reducirá la carga, regular el voltaje, ahorrar energía y, en última instancia, aumentar la confiabilidad. La política regulatoria es una parte crítica de la ecuación. Con incentivos para crear programas rentables, los servicios públicos permitirán que los clientes participen en el mercado mayorista de electricidad y generen valor adicional tanto para el cliente como para la inversión del servicio público.

Gemelos digitales

La industria manufacturera ha utilizado gemelos digitales durante varios años para predecir el mantenimiento y probar ideas sobre cómo una máquina o un proceso podrían funcionar en el mundo real. Estos gemelos digitales son una copia virtual de un objeto físico y nos dan la capacidad de ver qué podría pasar en diferentes entornos.

Algunos fabricantes incluso han iniciado simulaciones de gemelos digitales en parques eólicos para descubrir cómo la topografía local podría afectar la capacidad de generación. Creo que es hora de que el sector de los servicios públicos incorpore gemelos digitales. Estas representaciones virtuales de DER reales ayudarían con los modelos de pronóstico y proporcionarían un “espacio virtual aislado” para la validación y la ciberseguridad entre los dispositivos propiedad del cliente y los sistemas operativos críticos del servicio público.

Con un modelo de pronóstico de gemelos digitales, los servicios públicos podrían determinar con mayor certeza cuántos DER podrían ser necesarios en los cronogramas de demanda anticipada. La generación también podría ajustarse en función de estos modelos y de las contingencias de la red.

Los servicios públicos no deberían abusar de los permisos que los clientes están dando generosamente para conectar sus DER. Los gemelos digitales permiten tener una idea más precisa de la cantidad y duración de los DER que podrían ser necesarios para eventos pico futuros. Un uso más sutil de los dispositivos de todos sería muy apreciado y más sostenible a largo plazo.

Si no hacemos nada, corremos el riesgo de sufrir interrupciones en la red por numerosos problemas: flujo de energía inverso, sobrecarga del servicio, variaciones de voltaje, todos los cuales resultan en pérdida de servicio para los clientes. Con un mercado DER que se comunique con los DER e incorpore tecnología para pronósticos de precisión, hay un gran beneficio esperando a la industria de servicios públicos y a sus clientes.

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