A pesar de su potencial para impulsar la transición energética, la combinación de energía renovable y vehículos eléctricos puede desestabilizar las redes eléctricas. Esto se debe a que las variaciones aleatorias en la oferta y la demanda ejercen presión sobre la capacidad de la red para mantener un nivel de voltaje constante. Para solucionar este problema, el Royal Institute of Technology (KTH) en Estocolmo (Suecia) ha desarrollado una solución de inteligencia artificial (IA) de código abierto para mejorar las estrategias de control de los convertidores de energía, haciéndolos más adaptables e inteligentes para estabilizar redes eléctricas complejas y cambiantes.
La energía eólica y la radiación solar fluctúan en el tiempo, y la demanda de carga de vehículos eléctricos se basa en las necesidades y hábitos personales de las personas, lo que genera un alto nivel de incertidumbre. Su integración provocará fluctuaciones y desviaciones de voltaje e incluso desafíos de violación de la seguridad del voltaje.
Por ello, los investigadores han desarrollado nuevos algoritmos de aprendizaje reforzado profundo (DRL) de código abierto creados para resolver este problema al brindar inteligencia para convertidores de energía en lo profundo de la red, donde optimizan la coordinación a gran escala de fuentes de energía de manera segura bajo fluctuaciones rápidas sin comunicación en tiempo real. Así, el DRL proporciona una estrategia de sincronización de datos para hacer frente al retraso en la comunicación de los algoritmos basados en datos.
Los investigadores señalan que el control centralizado no es rentable ni rápido bajo las continuas fluctuaciones de las energías renovables y los vehículos eléctricos, por lo que el objetivo es un autocontrol basado en IA para cada fuente de energía distribuida, que está interconectada por convertidores de potencia.
Los investigadores probaron su desarrollo en una plataforma de hardware de microrred inteligente del mundo real en KTH. El paquete de software de código abierto se ha publicado en la plataforma Github y el artículo de investigación se ha publicado en la revista IEEE Transactions on Sustainable Energy.
Seguridad de la red eléctrica frente a inconvenientes
Las desviaciones de voltaje pueden provocar un funcionamiento ineficiente de los dispositivos eléctricos, reducir su vida útil y, en casos extremos, causar daños a la infraestructura de la red. Por su parte, las violaciones de la seguridad del voltaje pueden provocar apagones o la necesidad de intervenciones de emergencia, como el deslastre de carga o el uso de generadores de reserva, para mantener la estabilidad de la red.
El enfoque de gestión descentralizada de la solución desarrollada mantendría los niveles de voltaje dentro de ciertos límites requeridos. Más allá de ese margen, las fluctuaciones de voltaje podrían tener un efecto perjudicial en el rendimiento de los equipos eléctricos, así como en la estabilidad general de la red, según señalan los investigadores.