Por.- Elio Cuneo Hervieux, Ingeniero Cicvil Electricista, Asesor y Consultor en PPA de Suministro de Electricidad, Analista de Riesgo en Evaluaciones Económicas. El pasado 25 de febrero quedará en la memoria de todos quienes estamos vinculados a la industria de suministro de electricidad en Chile. Desde mi perspectiva, el apagón puede considerarse un evento tipo Cine Negro, imposible de prever tanto en su origen como por su duración del no suministro para los distintos usuarios.
En cualquier actividad humana, los riesgos siempre están presentes. En el caso concreto del suministro de electricidad a clientes finales no es ajena a dicha realidad, los riesgos siempre están presentes, puede que no se materialicen durante un buen tiempo, pero no se debe bajar la guardia, el evento del 25 de febrero es un ejemplo de ello.
Dado que mi interés profesional va por un mejor entendimiento del análisis de riesgo como de su potencial aplicación, desarrollé el presente artículo que busca conceptualizar los riesgos de la operación del sistema eléctrico de forma de entender dónde están y como afecta la operación del sistema eléctrico.
Los riesgos de la operación del sistema eléctrico, puede visualizarse a través de la existencia de dos áreas en que el mismo puede operar, son excluyentes, están relacionadas y cada una es capaz de influir sobre la otra, son las que denominé: Área Verde y Área Amarilla. Al respecto:
ÁREA VERDE: Se relaciona con el suministro de electricidad en condiciones “normales” de operación en las que el cliente final recibe la energía de manera habitual. Sin embargo, este suministro está expuesto a riesgos derivados de eventos completamente imprevistos. Entre estos eventos se encuentran la apertura inesperada de líneas de transmisión por fallas en las misma, desconexión de unidades generadoras y potencial operación de relés de frecuencia con el desprendimiento de consumos, fallas en red interna de grandes consumidores de energía (por ejemplo, compañías mineras), errores humanos durante el mantenimiento de equipos, fallas operacionales (por ejemplo, olvidar sacar las tierras ante una operación de normalización de una línea de transmisión), etc. También pueden influir factores externos como movimientos telúricos, efectos climáticos sobre la red y la generación (Caso Texas Febrero 2021), etc. La presencia de cualquier imponderable afectará de alguna forma la operación sistémica, que en el peor de los casos puede afectar la electricidad recibida por los usuarios finales en mayor o menor grado.
ÁREA AMARILLA: Corresponde al proceso de operación que enfrenta el sistema eléctrico, que después que una perturbación origina un corte de suministro a los clientes; la profundidad del corte dependerá del tipo de perturbación, ubicación de esta dentro de la red como de una serie de factores técnicos que son propios de la red. Al realizar los estudios de seguridad del sistema tanto en condiciones normales de operación como ante fallas, se asume que todos los elementos necesarios para restablecer el suministro-excepto aquel que presenta el problema físico- están operativos al 100%. Esto permitiría llevar a cabo una normalización rápida y eficiente, lo anterior implica considerar que existe certidumbre operacional de todos los equipos, lo cual claramente resulta ser una falacia. En realidad, la operación en esta área enfrenta sus propios Cisnes Negros. Los operadores del sistema eléctrico pueden encontrase con situaciones imprevistas, fallas en las comunicaciones, perdida de sistema Scada, Isla sin capacidad para autosostenerse, fallas en los equipos de partida en negro, errores humanos, limitaciones en la capacidad de generación de las centrales que operaban previo a la falla, etc.
La eficiencia en la normalización del suministro es algo clave y que distingue a esta área. Se espera una normalización eficiente que involucre minimizar los tiempos de no suministro a los usuarios finales con volúmenes bajos de energía no suministrada. La operación global del sistema eléctrico en condiciones normales de operación, Área Verde, impacta el potencial trabajo en el Área Amarilla, existe una correlación directa entre ambas áreas, por lo que resulta necesario desde un punto de vista riesgo, saber dónde se está y si ante esa operación y presencia de una falla, la mutación hacia el Área Amarilla nos hace realmente enfrentar una normalización del suministro eficiente. Lo anterior conlleva a desarrollar estudios en profundidad si la operación en el Área Verde puede comprometer la salud operacional del Área Amarilla, y si es así se debe individualizar las medidas mitigantes, tanto de potenciales fallas como lograr un proceso de normalización eficiente. Por lo anterior, se entiende que el análisis de riesgo está en línea con una operación segura del sistema eléctrico.
RIESGOS DE LA OPERACIÓN DE LA RED ELÉCTRICA DE CHILE ¿DÓNDE ESTÁ? Si analizamos
la red eléctrica de Chile nos daremos cuenta que es única: básicamente es una red lineal con una longitud del orden de 3000 kilómetros, no es una red enmallada por lo que aplica criterio n-1 en sus sistemas de transmisión, no está conectada a otros países de forma de obtener un respaldo fuerte ante contingencias, existe un gran centro de consumo que está concentrado en la capital Santiago; en términos prácticos es una Isla un poco más grande de las que aparecen cuando el sistema se secciona producto de una falla, desconozco una red semejante en otros países que permitan efectuar una comparación en términos de guarismos de confiabilidad y eficiencia en la operación de la red tanto en el Área Verde y Amarilla.
Con la consiguiente irrupción de la generación renovable interrumpible, Gri, más la presión por ir hacia una descarbonización, la operación de la red presenta aspectos interesantes de comentar: retiro paulatino de centrales térmicas a carbón las cuales destacaban por su
aporte de inercia al sistema, incremento notorio de inyección de Gri, Gri con nula o muy baja capacidad de inercia, requerimiento propios de Gride necesitar una red energizada por un tercero para poder inyectar energía a la red, banda de operación de los Gri en términos de frecuencia y tensión estrechos y que ante una perturbación pueden gatillar la desconexión de la central, operación de GRI definidos como Pmgd cuya capacidad de generación supera los 2000 MW y conectados a las redes de distribución, mayor sensibilidad de los GriI a variaciones importante en la tensión y la frecuencia, incrementando los riesgos de desconexión de las mismas ante perturbaciones en la red de 500 kV.
El apagón del 25 de febrero por el tipo de falla presente entregó una gran lección, no resulta posible considerar altos niveles de transferencia entre norte y sur por el corredor de 500 kV, de repetirse una contingencia semejante un potencial apagón puede presentarse, sobre exigiendo la operación en el Área Amarilla. Por lo expuesto, amerita desarrollar los estudios del sistema eléctrico en diversos escenarios de operación, tendientes a determinar, entre otros aspectos, cuanto es la máxima capacidad de transferencia de energía a la hora por el corredor de 500 kV, y si eso implica limitar la generación de los Gricon los consiguientes vertimientos, es el costo que habrá que asumir por la seguridad requerida en la operación del sistema eléctrica y que asumirán en mayor o menor monto empresas y clientes finales
El análisis de riesgo de la operación del sistema eléctrico debe incluir estudiar y modelar la operación en ciertos escenarios dentro del Área Verde, con más o menos Gri por ejemplo, y su potencial impacto de la operación del sistema dentro del Área Amarilla. Los costos del no suministro son muy altos para no considerar este enfoque.
