El futuro de la red de distribución

Centrarse en las subestaciones secundarias digitales (SSD)

En este artículo técnico, Gerald Jacob (Product Manager »EORSys«) utiliza un ejemplo concreto del gran operador alemán de sistemas de distribución (OSD) »Netze BW GmbH« para mostrar cómo las empresas de servicios energéticos pueden afrontar los retos de la transición energética en la red de media y baja tensión con subestaciones secundarias (SS) preparadas para el futuro. Una digitalización parcial estandarizada de las SS garantiza un suministro de energía fiable en el futuro gracias a una mayor transparencia de la red, y aumenta la eficiencia de costes en el funcionamiento y mantenimiento de las SS. Empiece el vídeo para saber más.

Retos de la transición energética

»EOR-3DS« como unidad de digitalización para SS

La creciente demanda de energías renovables y el aumento del número de vehículos eléctricos plantean grandes retos a la red de distribución eléctrica. En Alemania, por ejemplo, según la Ley de Energías Renovables (EEG) 2023 y el actual acuerdo de coalición, la cuota de energías renovables debe aumentar al menos hasta el 80% en 2030. Sin embargo, la cifra actual es de sólo el 56%.

Como en muchos otros países del mundo, en el futuro será necesario aumentar masivamente la capacidad eólica instalada y multiplicar la capacidad fotovoltaica instalada. Además, en muchos países también se está fomentando fuertemente la expansión de las bombas de calor. La razón es la transición mundial de los combustibles fósiles a las fuentes de energía renovables. En Alemania, por ejemplo, a partir del 1 de enero de 2024, los sistemas de calefacción de los edificios nuevos deberán funcionar como mínimo con un 65% de energías renovables. Otro punto importante es la movilidad eléctrica: el número mundial de vehículos eléctricos se multiplicará por 12 de aquí a 2030.

Retos para los gestores de redes de distribución a partir del ejemplo del GRD alemán »Netze BW«

El ejemplo de »Netze BW«, el gran operador alemán de redes de distribución, pone de relieve los retos específicos a los que se enfrentan los operadores de redes de distribución. La red de media y baja tensión no suele estar suficientemente vigilada, lo que puede provocar cuellos de botella. Las SS no suelen ser conmutables a distancia, lo que dificulta o impide reaccionar con rapidez ante los problemas de la red.

Las subestaciones secundarias digitales (SSD) se están convirtiendo en un elemento clave para los operadores de sistemas de distribución (OSD) en términos de automatización, supervisión y funcionamiento eficiente de sus redes. Las SSD serán un elemento vital de la futura red inteligente operada activamente y, por tanto, tanto los OSD como los fabricantes tendrán que enfrentarse a nuevos retos, como el despliegue a gran escala de dispositivos en red distribuidos por toda la red eléctrica.

En comparación con los dispositivos clásicos fuera de línea, los dispositivos conectados exigen más atención en cuanto a los procesos de gestión y funcionamiento asociados. Por ejemplo, es necesario realizar una gestión continua de parches en miles de dispositivos para mantener unos estándares de seguridad informática adecuados y proporcionar actualizaciones funcionales. Los procesos manuales no pueden hacer frente a la enorme cantidad de tareas relacionadas en un tiempo aceptable y de forma económica.

Por ello, »Netze BW« ha definido una nueva arquitectura de gestión y operaciones junto con un dispositivo estandarizado para Ring Main Units (RMU), la Process Interface and Detection Unit (PIDU).

Cuando se utiliza como PIDU en la subestación secundaria digital, nuestro nuevo indicador de averías »EOR-3DS« combina la localización clásica de averías a tierra y cortocircuitos con las funciones de interfaz digital necesarias. Esto convierte al indicador de cortocircuitos y derivaciones a tierra en una clase de aparato completamente nueva: el »EOR-3DS« como unidad de digitalización para SS.

Más información sobre el »EOR-3DS« en la aplicación en »Netze BW« aquí:

Informe de aplicación: »EOR-3DS« como unidad de digitalización para SS

Gestión rentable de SSD: indicador de averías »EOR-3DS« como unidad de digitalización para SS

Entrevista rápida con Gerald Jacob

(Jefe de Producto »EORSys«)

En la inauguración oficial de la subestación secundaria digital normalizada en »Netze BW«

Las SSD con indicadores de fallo a tierra y cortocircuito pueden revolucionar la supervisión y el control de la red. Ofrecen una forma de operar la red eléctrica más eficiente y fiable.

Digitalización de la red de distribución

Alcance y requisitos

La digitalización de la red de distribución requiere un planteamiento global y normalizado. Esto incluye escalar la conversión a SSD e implantar un sistema centralizado de gestión y explotación.

Pasos hacia la digitalización de la red de distribución:

  • Procesos y soluciones estandarizados para la implantación masiva
  • Gestión centralizada y sistema operativo para mantenimiento y actualizaciones a distancia
  • Escalado de la conversión a SSD en función de las dimensiones y requisitos de la red

Ventajas de las SSD

  • Mayor transparencia y visibilidad de la red
  • Base para las funciones de automatización y autonomía de la red
  • Funcionamiento rentable gracias a la posibilidad de control y parametrización a distancia

Rentabilidad de la digitalización

El despliegue de subestaciones secundarias digitales (DSS/Digital Secondary Substation) conlleva unos costes iniciales, pero éstos pueden repartirse entre muchas unidades a medida que aumenta el número de DSS, lo que supone una reducción significativa de los costes.

  • Costes iniciales más elevados por estación
  • Reducción de costes mediante la ampliación y el despliegue masivo
  • Ahorro a largo plazo gracias a un funcionamiento y mantenimiento más eficientes

Conclusión y perspectivas

La digitalización de la red de distribución mediante DSS ofrece una solución prometedora para afrontar los retos de la transición energética. Mediante una aplicación estructurada y el uso de tecnologías modernas, los operadores de la red de distribución pueden operar su red de forma más eficiente y fiable. El futuro depara muchas más oportunidades para el DSS:

  • Desarrollo técnico continuo de los DSS
  • Integración de nuevas tecnologías como la IA y otras aplicaciones IIoT para redes aún más inteligentes
  • Cooperación entre la industria, la investigación y la política para un futuro energético sostenible

Comparación de nuestros indicadores combinados de cortocircuito y falta a tierra »EOR-1DS« y »EOR-3DS«

Comparación rápida: EOR-1DS vs. EOR-3DS

Encuentre el indicador de cortocircuito y defecto a tierra adecuado para su aplicación.

(Descargue aquí un breve resumen en PDF)

erdschlussanzeiger-kurzschlussanzeiger

EOR-1DS
The fault indicator for
analog secondary substations

EOR-3DS
The fault indicator for
digital secondary substations

erdschlussanzeiger-kurzschlussanzeiger
Available location methods

qu2 transient algorithm

Transient earth fault method

Directional short-circuit and earth fault detection

Pulse location

In preparation for EOR-1DS

In preparation for EOR-1DS

Software

Simple operation and parameterisation without software

Extensive cyber security features
Fault records and logbook

✔️

Flash memory up to 32 GB
Voltage measurement

Capacitive in parallel with VDS systems, low power sensors (two-wire technology) and classic transducers

Current measurement

Rogowski folding transducers, low power sensors (two-wire technology) and classic transducers

SCADA / Communication

Modbus RTU

Applicable as a digitisation unit for digital secondary substations

Available location methods

qu2 transient algorithm

Transient earth fault method

Directional short-circuit and earth fault detection

Pulse location

Wattmetric method cos(φ)

Reactive power direction sin(φ)

qui-Method

Restriking faults

Harmonics method

Software

Open setup as required with »AEToolbox« software

Certificate handling, user/role concept and encrypted connections

Extensive cyber security features
Fault records and logbook

✔️

Flash memory up to 32 GB
Voltage measurement

Capacitive in parallel with VDS systems, Low power sensors (two-wire technology or RJ45) and classic transducers

Current measurement

Low power sensors (two-wire technology or RJ45) and classic transducers

SCADA / Communication

Modbus RTU/TCP (Incl. «Modbus Master»)

IEC 60870-5-101 / 104, IEC 60870-5-103 Including Fault Records, IEC 61850 GOOSE, DNP 3.0

MQTT Management&Operations

MQTT IoT

Applicable as a digitisation unit for digital secondary substations

Patch- and Devicemanagement via MQTT

Mass remote parameterisation and firmware updates
via MQTT Management&Operations-function

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