¿Que son los servicios auxiliares?

Definición

Los servicios auxiliares aseguran un funcionamiento adecuado de la red eléctrica. Los operadores de la red (operadores de la red de transmisión y operadores de la red de distribución) son quienes gestionan dichos servicios. Para asegurar un suministro de energía estable, es necesario que la frecuencia, el voltaje y la carga de energía permanezcan dentro de ciertos límites. Esto no ocurre automáticamente, sino gracias a continuas correcciones. Estas correcciones son lo que denominamos los servicios auxiliares. Probablemente, el servicio más conocido, es telrong> control de frecuencia/energía de ajuste. Incluso en el caso de un apagón, los servicios auxiliares ayudan a reiniciar la red eléctrica lo más rápido posible. Los servicios auxiliares pueden dividirse en cuatro secciones: Medición de la frecuencia, medición del voltaje, reconstrucción del suministro y gestión operativa.

Medición de la frecuencia

Servicios del sistema para el mantenimiento de la frecuencia

La frecuencia dentro de una red eléctrica es de 50 o 60 Hertz. Es importante que la frecuencia esté dentro de un rango definido para que la red eléctrica no se colapse. En Europa, se trata de una desviación positiva o negativa del máximo. 0.2 Hertz de 50 Hertz. Por lo tanto, la alimentación y el consumo de energía tienen que estar en equilibrio en todo momento. La frecuencia también debe mantenerse estable en casos de acontecimientos imprevistos, como cortes en las centrales eléctricas, un período de fuertes vientos con la consiguiente alta generación de energía eólica, o un aumento repentino del consumo de electricidad. La responsabilidad de mantener una frecuencia estable recae en los gestores de los grupos de ajuste, que deben mantener sus grupos de ajuste en equilibrio, y en los operadores de la red, que son responsables de estabilizar la frecuencia en caso de que los grupos de ajuste -y posteriormente la propia frecuencia- estén desequilibrados.

Reserva operativa

En el sentido más estricto, la reserva operativa no forma parte de los servicios auxiliares, ya que ya se crea por la inercia de las masas (generadores y motores) en rotación: La rotación de una gran masa -como por ejemplo un volante de inercia-, se conserva durante un tiempo aún después de que el suministro de energía se haya detenido, debido a la inercia. Sin embargo, en aras de la exhaustividad, la reserva giratoria se menciona a menudo en relación con los servicios auxiliares y es una especie de etapa preliminar para equilibrar la energía.

Debido a la energía cinética de sus rotores, los generadores de las centrales eléctricas son capaces de compensar un fallo de energía a corto plazo. Las energías renovables no proporcionan todavía servicios referentes a la reserva de operativa. Sin embargo, es concebible que la energía cinética de las grandes turbinas eólicas pueda ser utilizada para este propósito.

Control de la frecuencia / servicios de ajuste

Si el efecto de la reserva de operativa no es suficiente para equilibrar la frecuencia, se utiliza los servicios de ajuste para restablecer el equilibrio. En algunos países, los servicios de ajuste se obtienen a través de un mercado especifico. En ese caso, el procedimiento es basado a menudo en una subasta con el fin de minimizar los costos. En los países con un sector eléctrico verticalmente integrado, como China o partes de los EE.UU., esta tarea la realiza directamente el operador de la red. Los servicios de ajuste se dividen a menudo en diferentes productos dependiendo de la rapidez con la que tienen que reaccionar. En Alemania, por ejemplo, los servicios de ajuste se dividen en tres productos: Reserva de contención de frecuencia (FCR: tiempo de reacción < 30 segundos), Reserva de restauración de frecuencia automática (aFRR: tiempo de reacción < 5 minutos) y Reserva de restauración de frecuencia manual (mFRR: tiempo de reacción < 15 minutos).

Servicios de interrumpibilidad

Las cargas flexibles, a veces también llamadas "cargas desechables", son cargas que se desactivan durante un corto período de tiempo para garantizar la estabilidad de la red. Los responsables de proporcionar dichas cargas y el procedimiento para ofrecer susodicha energía necesaria, varía de un país a otro. A menudo, la industria pesada, con grandes consumos de energía y automatización en sus líneas de producción, es la encargada de proporcionar los servicios de interrumpibilidad. Esto incluye, por ejemplo, la industria de aluminio o acero

Servicios del sistema para la regulación de la tensión

Además de la frecuencia, el voltaje también debe mantenerse dentro de un cierto rango para garantizar la seguridad de las personas, los equipos y los dispositivos de consumo final. En caso de una caída de tensión, es tarea de los operadores de la red contener la inestabilidad del voltaje.

Corrección del factor de potencia

Para que la corriente alterna (CA) mantenga su potencia real, la potencia activa y la reactiva deben estar desfasadas en 90°. Los transformadores, la propia red o los diversos procesos de consumo pueden desestabilizar la relación de fase entre la potencia activa y la reactiva, lo que provoca una pérdida de tensión. Los operadores de la red deben tomar medidas para asegurar un rango de voltaje estable, por ejemplo, proporcionando cargas adicionales.

Pérdida de energía

Las pérdidas de energía se producen durante el transporte de la energía. Los operadores de la red eléctrica tienen que prever esta pérdida de energía y comprar cantidades adicionales de energía en el mercado de la electricidad en consecuencia. La cantidad de energía disipada está influida por la utilización de la capacidad de las redes y representa uno de los mayores costos de los servicios del sistema. La pérdida de energía es un subproducto de la producción de energía o un problema de eficiencia del sistema, que los TSOs y DSOs tratan de contrarrestar.

Servicios auxiliares para la reconstrucción del suministro después de un fallo de energía

Después de un apagón, la generación de energía debe ser restaurada lo más rápido posible. Normalmente, esto es responsabilidad del TSO. Las plantas de energía que pueden arrancar sin una fuente de energía externa juegan un papel central en la reconstrucción del suministro.

Arranque autógeno

Muchas grandes centrales eléctricas son centrales térmicas. Por lo tanto, aun y siendo capaces de generar grandes cantidades de electricidad, necesitan una fuente de energía externa para iniciar su producción. Sin fuentes de energía externas, no se pueden poner en funcionamiento ni las centrales nucleares ni las de carbón, ya que no existe una fuente de energía para el funcionamiento de los sistemas de refrigeración y vigilancia del reactor y de las plantas de extracción de carbón.

A diferencia de este tipo de centrales, hay centrales que pueden llevar a cabo un arranque autógeno: capacidad para arrancar de forma autónoma y sin suministro de energía externa. Los tipos de centrales eléctricas que son adecuadas para un arranque autógeno son, por ejemplo, las centrales hidroeléctricas, las centrales de almacenamiento de aire comprimido o las centrales de gas. Las instalaciones de almacenamiento de electricidad también se están utilizando cada vez más a gran escala para garantizar la capacidad de arranque autógeno.

Servicios auxiliares para la gestión operacional y la gestión de sobrecargas locales

La gestión operativa significa el control y la vigilancia de la red por parte de los operadores del sistema. Esto incluye la coordinación de los servicios auxiliares. La expansión de las energías renovables aumenta las gestiones de los operadores de la red. Para estas medidas se utilizan diferentes servicios del sistema.

Redistribución

La redistribución es un medio de gestión de la congestión de la red, especialmente en redes con una alta proporción de energías renovables. Los TSOs consideran las inyecciones y disipaciones de energía esperadas a nivel de la red el día anterior. Luego usan esta información para analizar la utilización de la red eléctrica. Los TSOs utilizan este análisis, también conocido como cálculo de flujo de carga, para instruir a los operadores de las centrales eléctricas el día anterior para posponer la producción de electricidad prevista. Esto evita posibles sobrecargas en la red. Redistribución, es el concepto que corresponde a la instrucción de alterar el horario de producción de electricidad.

La redistribución no cambia la cantidad de electricidad alimentada a la red, sino su distribución local. Mientras tanto, también hay proyectos piloto para el uso de plantas de energía renovable en la redistribución.

Gestión de la producción

La gestión de la producción se refiere a la regulación de la generación de electricidad de los sistemas de energía renovable. Si se sobrecargan secciones de la red de distribución o de transmisión y la estabilidad de la red se ve amenazada, entra en juego la gestión de la producción. El operador de la red retira los sistemas de energía renovable de la red en caso de un drástico excedente de energía.

Capacidades disponibles y mecanismos de capacidad

Además, el suministro de electricidad sin entrega efectiva es un mecanismo de capacidad habitual. En este caso las centrales simplemente están preparadas para ser activadas en cualquier momento y producir energía instantáneamente. Los servicios de este tipo pueden ser reservas de la red o la preparación de seguridad de las centrales eléctricas. Esto da a estos servicios auxiliares un carácter de mercado de capacidad. El diseño de esas reservas difiere enormemente de un país a otro.

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