TRABAJO DE SMART GRIDREDES Y SISTEMAS COMPUTARIZADOS DE CONTROL

Contenido1.Introduccin.42.Redes inteligentes.5Imagen 1. Detalle de las Redes Elctricas Inteligentes.73.INFRAESTRUCTURA EN GENERAL83.1 GIS Sistema de informacin geogrca.8Imagen 2. Sistema de informacin geogrficas GIS.83.2 AMI Infraestructura De Medicin Avanzada.93.3 OMS Sistema de gestin de cortes.93.4 SCADA Sistema de adquisicin, supervisin y control de datos.9Imagen 3. Sistema SCADA para la Red Inteligente Smart Grid.103.5 DMS Sistema de distribucin de gestin.103.6 DA Automatizacin de distribucin.104.Movilidad elctrica.115.Sistemas de almacenamiento.116.Contadores inteligentes127.Sensores.148.Integracin de generacin distribuida y recursos energticos renovables.159.Tecnologas avanzadas de transporte.1610.Topologa.17Imagen4. Topologa de Smart Grid.1811.Diseo Arquitectura de Smart Grid.18Imagen 5. Arquitectura Smart Grid.19

1. Introduccin.

La nueva forma de distribucin de electricidad y los avances de las tecnologas de la informacin y comunicacin (o TIC), dentro del negocio de la energa elctrica (generacin, transmisin, distribucin y comercializacin, incluyendo las energas alternativas) es necesario antes de describir de manera detallada la arquitectura de Red Inteligente conocer las caractersticas principales de dicha arquitectura, as como las ventajas que esta arquitectura aporta a una red de telecomunicaciones, y tambin los beneficios que se derivan del uso de la misma para el operador de red y / o proveedor de servicios as como para el usuario o cliente final del servicio.

Esta nueva forma de distribucin es llamada Smart Grid, o tambin conocidas como Redes Elctricas Inteligentes, estas redes describen un cambio significativo y fundamental en el modo en que la energa y la informacin se generan, distribuyen y se consumen ya que, estas redes , incorporan un sistema de lectura y gestin personalizada de la potencia elctrica entregada, y de esta forma el usuario puede controlar la energa que gasta y demanda, de esta forma mejorando el rendimiento del consumo y as mismo controlar los momentos lgidos de consumo y por tanto optimizar el sistema elctrico existente.

El trmino red inteligente se asocia a menudo con el concepto de medidores inteligentes capaces de ofrecer una facturacin detallada por franjas horarias, lo que permitira a los consumidores no solo el elegir las mejores tarifas de entre las diferentes empresas elctricas, sino tambin discernir entre las horas de consumo, lo que a su vez permitira un mejor uso de la red. Este sistema tambin permitira mapear con ms precisin el consumo y anticipar mejor las necesidades futuras a nivel ms local.

La irrupcin de las energas renovables en el panorama energtico ha cambiado notablemente los flujos de energa en la red elctrica: ahora los usuarios no solo consumen, sino que tambin producen electricidad a travs de la misma red. Por tanto, el flujo de energa es ahora bidireccional. Una red inteligente enva electricidad desde los proveedores a los consumidores usando una tecnologa digital bidireccional para controlar las necesidades del consumidor. Esto ayuda a ahorrar energa, reducir costes e incrementar la usabilidad y transparencia.2. Redes inteligentes.El concepto de smart grids (tambin conocido como redes inteligentes) se ha generalizado en los ltimos aos y es sinnimo de cambio tecnolgico en el sector elctrico. La finalidad del cambio de las redes elctricas actuales a las smart grids es la de satisfacer la demanda elctrica con mayor calidad de suministro, usando energa procedente de fuentes energticas respetuosas con el medio ambiente y creando una red elctrica inteligente, desde la generacin hasta los consumidores.

La red inteligente es por definicin un sistema hbrido, ya que incorpora tanto energas renovables como otras generadas con combustibles fsiles. Segn expertos en el tema, una red inteligente a gran escala que funcione exclusivamente con energa verde utilizando la tecnologa es an demasiado costosa.

Adems, la implantacin de smart grids conlleva un incremento de la eficiencia energtica y la creacin de nuevos servicios. El avance tecnolgico, la buena receptividad del sector y un marco regulatorio favorable crean un ecosistema prspero para dicho cambio tecnolgico.

Cules son las caractersticas principales para que una red sea inteligente? Las principales caractersticas de las redes inteligentes es en primer lugar, su capacidad de comunicarse. Es una especie de internet de recursos energticos: Cada dispositivo generador de electricidad estar conectado a una red informtica que podr enviar y recibir informacin por medio de la red computarizada. La comunicacin entre los componentes individuales se realizar mediante la transmisin de datos. Otra caracterstica importante es la independencia de los dos tipos de procedimientos involucrados en el tratamiento de una llamada: los relacionados con la conexin y los relacionados con el servicio que hace uso de la conexin. En relacin con esta caracterstica fundamental se pueden observar las siguientes caractersticas especficas: Uso eficaz de los recursos y las funciones de la red. La adicin del entorno informtico libera a los sistemas de conmutacin de un porcentaje de carga de procesamiento que puede ser llevado a cabo de manera ptima por los sistemas adicionados. Del mismo modo, la modularizacin en el manejo de software permite la reutilizacin de ciertas partes de la funcionalidad en la prestacin de los servicios. Independencia entre los servicios y la arquitectura de la central de conmutacin. Como consecuencia de la separacin entre la lgica y la operacin del servicio, es posible manipular los servicios sin intervenir continuamente la configuracin de la central de conmutacin para efectuar la provisin de los mismos. Rapidez en la creacin de nuevos servicios. Al administrar de manera independiente la lgica de los servicios se facilita la creacin de nuevas soluciones a nivel de la lgica del servicio para garantizar al usuario la satisfaccin de sus requerimientos especficos. Flexibilidad y escalabilidad. Los servicios configurados son fcilmente modificables lo que establece la posibilidad de introduccin de mecanismos de personalizacin. As mismo, el software y hardware utilizado por la Red Inteligente permite un crecimiento de la arquitectura a medida que aumentan los requerimientos de servicios. Uso organizado de informacin mediante bases de datos. El componente informtico que aporta la Red Inteligente est constituido en buena parte por sistemas de almacenamiento y consulta dinmica de informacin a travs de bases de datos. Las bases de datos permiten la correlacin de informacin teniendo en cuenta dos entornos bsicos: el rango de servicios y el conjunto de usuarios. Utilizacin de protocolos de comunicacin eficientes. Debido a la intervencin de los componentes informticos en conjunto con sistemas de conmutacin que utilizan Control por Programa Almacenado (SPC), la Red Inteligente hace uso de protocolos de comunicacin de alta eficiencia, tales como X.25, pero principalmente el conocido Sistema de Sealizacin por Canal Comn No. 7 del CCITT, SS7.

Imagen 1. Detalle de las Redes Elctricas Inteligentes.

A veces, la actualizacin completa de la red resulta ser el mayor desafo para los pases en desarrollo. La explosin demogrfica y la industrializacin han incrementado dramticamente el consumo de energa. En muchos pases la produccin apenas abastece la demanda.

Una red descentralizada de energa no slo requiere una infraestructura de alto rendimiento sino tambin ingenieros de sistemas especializados. Por lo tanto, los gobiernos de los pases en desarrollo deben utilizar los prstamos provenientes de las instancias multinacionales de manera transparente y eficiente. Sin una restauracin fundamental de las redes ya existentes, la revolucin energtica inteligente seguir siendo un sueo. Por lo tanto, para que la inversin en las redes inteligentes de energa sea econmicamente rentable, los gobiernos tambin tienen que involucrar al sector manufacturero. Esto permitira incluir en el clculo global, el consumo de energa de los electrodomsticos con ms precisin. Solamente con su colaboracin se podr garantizar que en el futuro las redes inteligentes trabajen de forma cada vez ms eficiente.

En distribucin, el objetivo de la reduccin de prdidas, se ejecuta mediante una gestin autnoma que identifique y controle el verdadero consumo. La eficiencia sobre el consumo permite realizar un anlisis del mismo y as entregar opciones de gestin que coadyuvan y posibilitan la reduccin del consumo, sin olvidar la optimizacin en la infraestructura de la red. Es decir, en conjunto ofrecen un mejor servicio al cliente otorgando lo que ellos ms requieren, como son, ventajas comerciales, tarifas reducidas, control y administracin local de su verdadero estado.

En el mbito del usuario se puede evitar lectura manual, y permitir la eliminacin de recibos por lecturas. La tarifacin flexible es una oportunidad que brinda una red inteligente para optimizar el consumo de la energa.

Al mismo tiempo un Smart Grid pretende que la operacin en los sistemas tradicionales de produccin, distribucin, generacin y consumo energtico reduzcan las interrupciones en el servicio, las mismas que al ser representadas en costes resultan significativos por las diferentes actividades que dependen de este insumo.

3. INFRAESTRUCTURA EN GENERAL

Las redes elctricas inteligentes podrn cambiar su diseo y topologa de acuerdo a los avances tecnolgicos, pero es importante conocer las caractersticas bsicas de una REI Red Elctrica Inteligente - Smart Grid.

3.1 GIS Sistema de informacin geogrca.Es un conjunto de herramientas que integra y relaciona diversos componentes como usuarios, hardware, software o procesos que permiten la organizacin, almacenamiento, manipulacin, anlisis y modelizacin de grandes cantidades de datos procedentes del mundo real.

La calidad de los datos que existe en el GIS debe ser correctos y precisos, ya que estos ingresan al sistema que controla automticamente al sistema de distribucin elctrica, evitando errores que pueden ocasionar cortes de mayor tiempo o pero an accidentes. Dentro de los principales datos que se debe medir es el tiempo que toma a un cambio en recejarse en el GIS, dado que a medida que el tiempo aumenta tambin lo hace el riego que algo salga mal. Por lo cual es necesario una actualizacin constante la base de datos asociada con el GIS, con el objeto detener una correlacin exacta entre las instalaciones del cliente y el sistema elctrico por lo cual el GIS debera ser casi perfecto de todo el sistema elctrico.

Imagen 2. Sistema de informacin geogrficas GIS.

3.2 AMI Infraestructura De Medicin Avanzada.

Para el diseo de una red inteligente se requiere del uso de medidores digitales avanzados que posean dos vas de comunicacin y con la capacidad de conectar y desconectar servicios a distancia, registrar formas de onda, vigilar la tensin y la corriente. Estos medidores debern sustituir a los medidores actuales, instalndolos en el mismo lugar para no modificar el diseo en grandes dimensiones. Este tipo de medidores pueden tener datos a disposicin de los centros de operacin y planicacin para lograr una mayor fiabilidad y utilizacin de recursos como los son las lneas elctricas o los transformadores. De igual manera ofrecen lecturas de tiempo real, dando la posibilidad de equiparar los patrones de distribucin de carga en el sistema.

3.3 OMS Sistema de gestin de cortes.

En esta etapa el objetivo de una red inteligente es identificar y restaurar cortes de energa de manera gil y eficiente. Un OMS puede servir no solamente como una herramienta para los servicios pblicos del departamento de operaciones, sino como una herramienta de servicio al cliente, de planificacin de gestin de activos, una herramienta a travs de la cual los departamentos de ingeniera y asuntos regulatorios pueden encontrar informacin recopilada en su base de datos.

3.4 SCADA Sistema de adquisicin, supervisin y control de datos.Este sistema provee de toda la informacin que se genera en el proceso productivo a diversos usuarios, esto se puede dotar de informacin a diferentes niveles del sistema como supervisin, control de calidad, control de produccin, almacenamiento de datos. El SCADA contiene diversas soluciones para captura de informacin de un proceso de planta, no necesariamente industrial lo que permite realizar anlisis en tiempo real o estudios posteriores y as obtener indicadores que permitan retroalimentar sobre un proceso u operacin.La existencia de un HMI un software diseado e instalado sobre un servidor para el control de produccin, mismo que puede dotar de comunicacin con dispositivos de campo, controlando el proceso de forma automtica desde la pantalla de monitorizacin.

Imagen 3. Sistema SCADA para la Red Inteligente Smart Grid.

3.5 DMS Sistema de distribucin de gestin.

Esta plataforma se integrar al AMI (Advanced Metering Infrastructure) como un portal a un hogar, para que entregue la respuesta de la demanda, la automatizacin del hogar para la conservacin de la energa, ptimo despacho de la generacin distribuida, el almacenamiento, carga en el sistema de distribucin, y los controles para que el sistema de distribucin de una entidad de des pacho permita colaborar con otras entidades en la carga de la red.3.6 DA Automatizacin de distribucin.

La creciente complejidad y criticidad de la red elctrica requiere de mtodos avanzados de control de las infraestructuras con el fin de optimizar su operacin y eficiencia. Es necesario automatizar, adems del telecontrol de la red, el mantenimiento y la capacidad de prediccin. Ampliar los esquemas de proteccin e implementar mecanismos adaptativos de autoajuste de los dispositivos de la red en tiempo real son otras acciones que la automatizacin de la red hace posible.Para habilitar todo lo descrito previamente habr que dar respuesta al aumento de la necesidad de control, supervisin, coordinacin, y en consecuencia, integracin. Todo esto ser posible en la medida en que se disponga de medios TIC, que faciliten, con seguridad y eficiencia, esta necesaria integracin entre los muchos elementos que forman parte de la red inteligente.En esta etapa se encarga de la supervisin, el control y las funciones de comunicacin situados en el alimentador, dentro del diseo se encuentra en las reas de proteccin y de conmutacin.Los dispositivos que conforman esta etapa tienen como objetivo interrumpir la corriente de falla, monitorear las corrientes y voltajes, comunicarse con otros dispositivos similares y ser auto configurables. El sistema tiene la nalidad de restaurar el servicio a los clientes, la capacidad en exibilidad y rapidez para recongurar la red de alimentadores, adicionalmente se requiere que la distribucin de los componentes tenga la capacidad suciente para aceptar la transferencia y adems requiere del sistema de proteccin para aislar la falla en la topologa reconectada. Es decir que una red elctrica inteligente adems de conectar a los clientes de una subestacin con bajo costo permite una alimentacin rpida y exiblemente recongura.

4. Movilidad elctrica.

La movilidad elctrica es uno de los sectores estratgicos en el marco de los objetivos de reduccin de emisiones de CO2, ya que es uno de los consumos que ms aporta a estas emisiones en el mundo. En el ao 2009, por ejemplo, el transporte represent el 27% de la energa primaria consumida mundialmente [12]. Otro de los elementos que han de propiciar el cambio en la forma en que entendemos hasta ahora la movilidad es la subida de los precios de los carburantes, causada principalmente por el aumento de la demanda y su escasez. Por estas razones, el fomento del uso del vehculo elctrico est siendo una de las prioridades para muchos gobiernos que, mediante incentivos y subvenciones, tratan de impulsar tanto la compra de vehculos elctricos como la instalacin de la infraestructura de recarga necesaria.5. Sistemas de almacenamiento.

La operacin de los sistemas elctricos se caracteriza por el equilibrio permanente entre la generacin y la demanda de energa elctrica. El comportamiento de los consumidores no es nunca igual, por lo que es necesario hacer predicciones de la demanda para, en base a estas, programar la generacin necesaria en todo momento. Adems, la integracin de generadores con fuentes de energa renovables no controlables aade incertidumbre en esta programacin. La variabilidad de su produccin afecta a la generacin controlable, que normalmente utiliza combustibles fsiles, debiendo adaptarse a las fluctuaciones de las primeras.

Los beneficios esperados del almacenamiento de energa a gran escala para la red elctrica comprenden un incremento de la capacidad efectiva de la red de transporte y distribucin, la mejora de la fiabilidad del sistema, y una reduccin de los picos de generacin. Adems, el uso de sistemas de almacenamiento en combinacin con energas renovables puede potenciar la penetracin de generacin distribuida, mitigando su variabilidad y aumentando la disponibilidad de energa procedente de fuentes renovables.

En este sentido, el almacenamiento de energa representa un gran reto actualmente, ya que hasta ahora no ha sido posible almacenar la electricidad en cantidades significativas a unos costes aceptables. Aunque el principal problema para su implantacin son las elevadas inversiones necesarias, otros factores como la poca madurez en muchas de las tecnologas utilizadas y la falta de incentivos o de legislacin favorable son tambin importantes barreras para su implementacin.

Entre las tecnologas para aplicaciones de gran capacidad de almacenaje destacan el bombeo hidrulico, el almacenamiento de aire comprimido (Compressed Air Energy Storage, CAES), o la utilizacin de hidrgeno como vector energtico. Mientras que las instalaciones de bombeo y el CAES son unas tecnologas ya maduras, en las que predominan las instalaciones en Europa, EEUU y Japn, el almacenamiento de hidrgeno se encuentra an en fase de desarrollo. Sin embargo, aunque el almacenamiento de aire comprimido sea una tecnologa madura, su presencia es todava muy limitada.

En cambio, para aplicaciones con menor capacidad, encontramos tecnologas como los volantes de inercia, los supercondensadores o las bateras electroqumicas. En muchas de estas tecnologas, como los supercondensadores, bateras de flujo u otros nuevos tipos de batera, los principales participantes del mercado se encuentran en Amrica y Asia, aunque en Europa tambin destacan fabricantes en bateras basadas en litio o tipo ZEBRA.

6. Contadores inteligentes

Un contador inteligente es un tipo de contador que, aparte de medir el consumo de una forma ms detallada, puede aportar ms funcionalidades o servicios que los contadores convencionales. Segn las funcionalidades o servicios que aporte se dividen los contadores inteligentes en dos grandes grupos: AMR y AMI.

Los contadores AMR (Automatic Meter Reading) hacen referencia a los contadores habilitados para la telemedida. En este tipo de contadores, el contador es un elemento pasivo con comunicacin unidireccional, que solo permite leer la energa de manera remota a la compaa distribuidora y/o comercializadora, quien puede utilizar los datos a efectos de facturacin o seguimiento.

En cambio, los contadores AMI (Advanced Metering Infrastructure) tambin estn habilitados para realizar tareas de telegestin. En este caso, el contador puede ser ledo y gestionado de manera remota mediante una comunicacin bidireccional. AMI permite la comunicacin bidireccional a travs de una red fija entre el sistema de la utilidad y los puntos finales de medicin. Es un sistema mucho ms potente y robusta que est demostrando su valor en algunos entornos difciles, desde las llanuras rurales a los centros urbanos bulliciosas.

La infraestructura de medicin avanzada incluye tres reas fundamentales. Adems del hardware del contador, tambin debe incluirse la infraestructura de comunicaciones, tambin conocida como Meter Communication Infrastructure (MCI), y el sistema encargado de analizar y tratar los datos, conocido como Meter Data Managent (MDM).

En la mayora de casos, la MCI consiste en una serie de concentradores que agrupan la informacin de todos los contadores de una determinada zona y la reenvan al centro de control. Los principales medios de comunicacin entre el contador y el concentrador son mediante la comunicacin por onda portadora o Power Line Comunications (PLC), a travs de una red pblica de comunicaciones (GPRS, GSM, DSL o fibra ptica), va radio o mediante otras tecnologas wireless como el ZigBee o el WiMAX. En Europa, por ejemplo, el mtodo ms utilizado suele ser a travs de PLC, que no necesita disponer de cables adicionales de comunicacin, ya que transmite la informacin a travs de la red de baja tensin. Todas estas tecnologas estn siendo evaluadas en diferentes proyectos piloto, que ayudarn a determinar la opcin ptima para la comunicacin de la gran cantidad de informacin a intercambiar en los sistemas AMI.

Las principales ventajas de los contadores inteligentes para el distribuidor van asociadas al incremento de la eficiencia de la lnea y al ahorro energtico, reduciendo los costes de operacin y de deteccin de averas en la red. Adems, permiten realizar cambios de la potencia contratada remotamente, en la modalidad de discriminacin horaria, en las altas y bajas, o incluso detectar un fraude. Por parte de los consumidores, el acceso a toda esta informacin debe permitirles ser ms eficientes y ahorrar en su facturacin.

Un problema derivado de la implantacin de los contadores inteligentes es el de la confidencialidad y privacidad de los datos sobre los consumidores. Las compaas que implanten los contadores inteligentes deben tener muy presente este aspecto por los graves perjuicios que pueden generarse si se usa esa informacin de manera inadecuada.Las principales compaas en el mercado de los contadores inteligentes son Landis & Gyr, Itron y Sensus, aunque de ellos solamente Landis & Gyr y Itron operan en las tres reas del AMI (contadores, MCI y MDM). La mayora de empresas del sector son actualmente europeas o americanas, aunque se prev en un futuro la entrada en el sector de fabricantes asiticos con contadores ms econmicos y de menores prestaciones. Entre los fabricantes que solo se encargan de los contadores inteligentes hay una gran variedad de compaas, de las cuales destacan Enel y GE.7. Sensores.

Los sensores son una parte crucial de la infraestructura de las smart grids. Los sensores son los encargados de detectar magnitudes fsicas, convertirlas en seales elctricas que una vez transmitidas y almacenadas se convierten en datos para, posteriormente, tratarlos y suministrar la informacin sobre el estado de la red a las aplicaciones que han de dotar de inteligencia a la red elctricaExiste la necesidad de diferentes tipos de sensores para todos los sectores de la red elctrica: la generacin, la transmisin, la distribucin y el consumo. Los sensores son un habilitador de otros servicios y aplicaciones, y segn el tipo de aplicacin, se puede encontrar desde quitar espacio sensores para monitorizar la red, a sensores para conocer el estado de los activos.Un ejemplo de aplicacin de los sensores es el de la monitorizacin de activos para implementar un mantenimiento basado en la condicin. Monitorizando el estado de algunos equipos de la red, se puede llegar a conocer en tiempo real su estado y condicin. Si al mismo tiempo, se planifica la ejecucin del mantenimiento incorporando a la toma de decisiones el estado real de los activos, se pueden optimizar las tareas de mantenimiento y sus costes asociados. De los activos de las compaas elctricas, los transformadores de potencia son los equipos que ms aprovecharan la implementacin de este tipo de mantenimiento por su alto coste e importancia dentro de la red elctrica. Otros elementos de la subestacin como los interruptores, los grandes generadores o los cables subterrneos, son ejemplos donde estara ms justificada la implementacin de la gestin de activos mediante monitorizacin de la condicin.

Los sincrofasores son una unidad que mide las ondas de la red elctrica y pone las medidas en una misma base de tiempo absoluto. Las mediciones contienen una marca de tiempo que permite sincronizar las medidas de diferentes ubicaciones y comparar las de diferentes puntos de la red en tiempo real. Los sistemas con sincrofasores cuentan con una amplia variedad de aplicaciones que necesitan conocer la situacin de la red en tiempo real, como la deteccin precoz de situaciones de riesgo de inestabilidad, que permiten una operacin de la red ms cerca de sus lmites operativos, trmicos y de estabilidad. El uso de toda esta informacin sobre el estado de la red tambin ayuda a una mejor integracin de la generacin distribuida. Adems, junto con otros sensores usados para la localizacin de fallas, el uso de sincrofasores es una herramienta que favorece la implementacin de la telesupervisin y la automatizacin en la red de distribucin

Finalmente, remarcar que los contadores tambin son en cierta medida unos sensores, aunque por su importancia se han tratado en un apartado independiente. Adems de los contadores, para poder aplicar una gestin activa de la demanda tambin son necesarios una serie de sensores que aporten informacin sobre los consumos que se produzcan en el interior de los hogares. Todos los electrodomsticos, enchufes o termostatos que estn integrados en un sistema inmtico deben tener un sensor para conocer su estado y lograr un funcionamiento energticamente y econmicamente eficiente.

8. Integracin de generacin distribuida y recursos energticos renovables.

La generacin distribuida, a diferencia de la generacin convencional, se basa en la generacin de electricidad a partir de un mayor nmero de fuentes de energa, de menor potencia, de forma descentralizada y normalmente conectadas a las redes de distribucin. La generacin distribuida facilita la integracin de las energas renovables, contribuyendo a la reduccin de las emisiones de carbono ante un perfil creciente de demanda de energa. Por otro lado, la generacin distribuida permite que la produccin de electricidad se realice en los mismos puntos de consumo o en puntos cercanos a los mismos, reduciendo las prdidas por el transporte de la energa y mejorando la eficiencia del sistema

Son fuentes de energa renovable: la elica, la solar, la hidroelctrica de pequea escala, la geotrmica, la mareomotriz y la biomasa. Los tipos de generacin a partir de fuentes renovables que estn experimentando un mayor crecimiento son la elica y la solar.Un claro ejemplo de aplicacin de la generacin distribuida son las microrredes. Estas redes se han conceptualizado como una red elctrica integrada que utiliza pequeas fuentes distribuidas de energa, normalmente renovables, as como sistemas de almacenamiento de energa para suministrar una demanda local paralelamente a la red de distribucin o bien de forma aislada. Actualmente, la tecnologa asociada a estas microrredes se est desarrollando principalmente en Norteamrica, Canad, Japn y Europa.Desde el punto de vista de la operacin de la red, la calidad del suministro y la seguridad, la integracin de generacin distribuida requiere cambios respecto al sistema convencional. Tradicionalmente, la energa fluye en un nico sentido pero con la inyeccin de energa en las redes de distribucin, el flujo de potencia puede verse invertido e incluso fluir en una direccin u otra dependiendo del da o de la hora. Esto provoca que se requieran cambios en las protecciones actualmente dimensionadas y coordinadas para un flujo de potencia unidireccional. Otro aspecto fundamental es que, debido a que los generadores (especialmente los de fuentes renovables) funcionan intermitentemente a lo largo del da, la conexin y desconexin de los mismos puede afectar a la calidad del suministro provocando variaciones en las tensiones, aparicin de componentes armnicas y fluctuaciones de reactiva.9. Tecnologas avanzadas de transporte.

Desde un punto de vista histrico, la aplicacin de la electrnica de potencia en la red elctrica de transporte y distribucin se ha reservado solo en aplicaciones muy especficas. A da de hoy, el avance de la tecnologa de semiconductores y la reduccin de su precio hace que las tecnologas HVDC y FACTS se conviertan, en pocos aos, en elementos fundamentales en la operacin normal del sistema de potencia.Los equipos elctricos con electrnica de potencia como los FACTS o convertidores HVDC pueden ser bsicamente de dos tecnologas, la tecnologa LCC (Line Commuted Converter o Convertidores que Conmutan con la Red) y la tecnologa VSC (Voltage Source Converter o Convertidores en Fuente de Tensin). La tecnologa LCC se basa en semiconductores tipo tiristores y la tecnologa VSC se basa en la tipologa transistor. Los tiristores son dispositivos de conmutacin semiforzada que permiten controlar el cierre, pero no la apertura, y necesitan una red (seal de tensin para conmutar). Los transistores son dispositivos que permiten controlar la apertura y cierre del dispositivo. A da de hoy pueden llegar a conmutar a frecuencias cercanas a 1000 Hz.Si se comparan las dos tecnologas se pueden enumerar una serie de ventajas en el uso de la tecnologa VSC, donde destacan,

Bajo contenido armnico. Al no conmutar a la frecuencia de la red, como la tecnologa LCC, se puede llegar a reducir los armnicos de salida hasta conseguir valores mnimos para los filtros de salida. Control independiente de potencia activa y reactiva. Al poder conmutar libremente, se aade una variable de control y se independizan los controles de la potencia y reactiva. Posibilidad de recuperar un sistema elctrico despus de un cero en el sistema.La gestin de energa de este tipo permitir a los consumidores entre otros servicios, tomar el control, automatizacin de la energa, prcticas de conservacin y respuesta a la demanda sobre la base de sus preferencias personales.10. Topologa.La energa llega a las empresas de distribucin, a travs de la topologa en rbol, para luego proporcionar la energa a usuarios finales. Este rbol est compuesto por la red primaria o tronco, conformado con una serie de alimentadores con voltajes entre 6.30 KV, que llevan la energa hasta las ramas. En estas ramas o denominadas tambin red secundarias se encuentran varios centros de transformacin con tensiones caractersticas de 440 - 380 V / 220- 127 V / 240 120 V. Esta estructura la podemos observar en la Imagen 4.Imagen4. Topologa de Smart Grid.11. Diseo Arquitectura de Smart Grid.

Aunque la generacin y el transporte convencionales siguen existiendo en este nuevo modelo, las redes elctricas se estn transformando en millones de nodos interconectados. Una proporcin de la electricidad generada en las vastas plantas convencionales ser reemplazada por la generacin distribuida, las fuentes renovables, la gestin activa de la demanda y los sistemas de almacenamiento. Y los usuarios pasarn de ser simples receptores pasivos de electricidad a convertirse, al mismo tiempo, en fuentes y sumideros de energa. En la Imagen 5, se observa la arquitectura de la Smart Grid.

Imagen 5. Arquitectura Smart Grid.