La necesaria inteligibilidad de un gran incidente

Hay ansiedad por entender lo que originó el gran apagón del pasado 28 de abril. Es natural, no recordábamos un incidente comparable desde 1977 cuando un cortocircuito natural, no recordábamos un incidente comparable desde 1977 cuando un cortocircuito en barras de la subestación de La Mudarra dejó a oscuras a casi todo el país. Sí que hemos experimentado desde entonces diversos incidentes con separación de la red de Francia, como por ejemplo el 24 de julio de 2021, pero hasta ahora los transitorios pudieron ser estabilizados simplemente con deslastres de carga por la actuación de relés de subfrecuencia, lo que además facilitaba la pronta recuperación de la normalidad.

Esta vez, sin embargo, la separación del sistema interconectado europeo condenó a un cero total a los sistemas eléctricos peninsulares español y portugués, poniendo a prueba las capacidades del operador del sistema y de los gestores de las redes de distribución para la reposición del servicio. Por suerte, ambos, en coordinación con los operadores de los centros de control de la producción, fueron capaces de recuperar la normalidad en un tiempo que se puede valorar como excepcionalmente corto, si se tiene en cuenta la complejidad del proceso de reconstrucción del “puzzle” nudo a nudo. Vaya por delante pues el reconocimiento a su labor, a la vez que debemos también agradecer a REN, RTE y ONEE el apoyo prestado desde el exterior.

Paciencia

Dicho esto, para saber qué ha ocurrido debemos tener algo de paciencia, pues el análisis de la secuencia del apagón solo se puede hacer en el dominio temporal que en ingeniería eléctrica llamamos “régimen transitorio” y que tiene una base de tiempos de milisegundos, en contraste con el “régimen permanente”, con base de tiempos a partir del minuto, y que es en el que se mueve nuestro entendimiento del sistema eléctrico y también toda la lógica económica del sector.

Pero los incidentes no son inteligibles desde la perspectiva del “régimen permanente”. Sabemos que, en el trascurso del incidente del lunes, se han presentado fenómenos oscilatorios importantes que probablemente expliquen la súbita desconexión de generación que hizo colapsar el sistema por el consecuente desbalance entre producción y demanda.

Como bien saben los ingenieros eléctricos, las ecuaciones que explican el funcionamiento del sistema en el “régimen permanente” y en el “transitorio” son diferentes. La diferencia estriba en que en el “régimen transitorio” se analiza la onda eléctrica ciclo a ciclo, con funciones trigonométricas que incorporan la variable frecuencia y modelos de red y de generación más complejos. Por ejemplo, una línea de alta tensión, en un estudio de estabilidad transitoria se ve como un dipolo activo, en lugar de una simple reactancia serie; y los generadores se representan con modelos que reflejan su comportamiento subtransitorio, según los ensayos de laboratorio aportados por los fabricantes.

Por tanto, antes de hacer valoraciones o adelantar conclusiones precipitadas, como se está viendo estos días, es indispensable esperar al análisis de los registros de todos los equipos de protección, que son ciclo a ciclo y que se deben sincronizar entre sí para ver qué fue antes (causa) y qué fue después (efecto). Dejemos a los técnicos trabajar, para poder sacar en su momento conclusiones constructivas.

Es verosímil pensar que, en el pasado, el “régimen transitorio” de un sistema eléctrico interconectado, basado en centrales convencionales rodando, fuera más amortiguado que en la actualidad. La profusión de equipos de electrónica de potencia gobernando la inyección y los flujos de energía en la red ha podido modificar la dinámica del sistema en cuanto a su inercia.

También, el funcionamiento en paralelo de circuitos de transporte de AC y DC, como es el caso de la interconexión con Francia, puede influir en el comportamiento del “régimen transitorio” ante incidentes severos que afectan al flujo en la interconexión.

El sistema eléctrico es otro

La buena noticia es que la electrónica de potencia utilizada en las centrales fotovoltaicas y eólicas (o en las interconexiones), puede adaptarse para incorporar criterios de control dinámicos, de forma que su respuesta ante variaciones bruscas de frecuencia o tensión, además de respetar los requisitos básicos de protección de la instalación, sea consistente con la estabilidad transitoria del sistema, aportando amortiguación a modo de inercia sintética.

El análisis minucioso de un incidente siempre será una oportunidad de aprendizaje y ayudará a identificar cuáles serían los principios de control que mejor se adaptarán a los estados de operación del sistema posibles.

La investigación del análisis del incidente permitirá también validar la idoneidad del plan de deslastres de cargas por relés de subfrecuencia, pues cuando el sistema se separa de Francia, en una situación de escasa reserva primaria tradicional, para poder contener la caída de la frecuencia resultante de la pérdida de generación, podría ser recomendable aumentar la intensidad de los deslastres o el establecimiento de nuevos escalones intermedios por debajo de los 50 Hz, para lo que se puede contar con la industria electrointensiva.

En definitiva, un incidente es una fuente extraordinaria de información y el análisis pormenorizado del “régimen transitorio” es lo que aporta inteligibilidad y, por tanto, la identificación de puntos de mejora para la seguridad del sistema. Así haremos que un sistema eléctrico diversificado y robusto en régimen estacionario, también lo sea en un régimen perturbado por la aparición de incidencias.

Juan Temboury Molina es ingeniero eléctrico y fue director en Red Eléctrica de España.