La transición hacia un sistema dominado por inversores está reconfigurando la manera de prestar el servicio de black starty de restablecer el suministro tras un apagón general. Con más de 12 GW de generación síncrona previstos para retiro hasta 2034, la capacidad de reinicio del mercado eléctrico australiano ya muestra señales de deterioro, mientras que la confianza en los inversores como fuente primaria de restablecimiento sigue siendo baja por la falta de experiencia y de datos. Frente a ese panorama, la quinta etapa del tema 5 del programa Australian Research in Power System Transition, liderada por CSIRO con el apoyo de AusNet, evalúa si una Renewable Energy Zone puede energizarse a sí misma y ofrecer un servicio de reinicio creíble, tomando como fuente principal un sistema de baterías grid-forming. Para ello se construyó un modelo abierto en PSCAD, inspirado en la zona Central West Orana, que incorpora líneas de 330 y 500 kV, condensadores síncronos, protecciones activas y múltiples tecnologías de generación.

Los resultados desmontan varias preocupaciones frecuentes. Una batería de 400 MVA logró energizar la red interna de alta tensión y reenergizar transformadores de hasta 1.500 MVA, siempre que se gestionaran con cuidado dos factores: la reserva de potencia reactiva, que se agota rápidamente por la carga capacitiva de las líneas de 500 kV, y las resonancias pasivas de baja frecuencia, que en el caso estudiado aparecieron cerca de 16 Hz. Un filtro armónico energizado de forma temporal permitió superar ese obstáculo, mientras que los condensadores síncronos no lograron mitigarlo. En cuanto a la energía, una batería típica de 200 MW y 400 MWh necesitó solo entre 2% y 7% de su capacidad para llevar el suministro hasta el punto de conexión y mantenerlo entre una y tres horas. Con una zona parcialmente energizada, que sumó 1.700 MVA de generación en línea, el alcance sobre la red externa llegó a 200 km de línea de 500 kV, una mejora que resultó menos que proporcional al aumento de generación.

Por otra parte, el estudio examina qué ocurre cuando la energía primaria varía por el clima. Las configuraciones híbridas remotas, con baterías formadoras de red y parques eólicos o solares distantes, se mantuvieron estables sin coordinación adicional, con tensiones dentro de aproximadamente 3% y frecuencias dentro de ±0,4 Hz aun con escalones de potencia de hasta 80% de la capacidad nominal. Bastaron condiciones simples: ajustar la potencia activa de la batería para centrar la frecuencia en 50 Hz, limitar la generación variable a la capacidad de absorción disponible y mantener margen en el estado de carga. Dos islas independientes lograron sincronizarse pese a operar con algoritmos de control distintos, y una zona parcialmente energizada mejoró la regulación de tensión y frecuencia de un reinicio liderado por una máquina síncrona. Los tiempos de restablecimiento hasta el punto de conexión oscilaron entre 17 y 45 minutos para una sola batería, y entre 16 minutos y 3 horas para una zona con varias plantas.

Más allá de las simulaciones, el informe propone requisitos técnicos neutrales respecto de la tecnología para plantas con capacidad de reinicio, definidos por comportamientos observables como la energización de redes muertas, la operación en isla con baja fortaleza del sistema y una corriente de falla útil para las protecciones. También presenta una plantilla de pruebas en campo que responde a las preocupaciones de los operadores de red, con monitoreo de alta velocidad en tiempo real, ensayos multipartes, estudios revisados por pares y planes de reversión. Entre las prioridades futuras figuran las pruebas de relés de protección con hardware-in-the-loop y los ensayos del programa Type 2 Transitional Services. Para profesionales del sector energético colombiano, estos hallazgos ofrecen un referente para definir requisitos de reinicio, dimensionar almacenamiento y planificar el restablecimiento en sistemas con creciente participación de generación renovable.

Para leer más ingrese a:

https://www.csiro.au/en/research/technology-space/energy/Electricity-transition/AR-PST/Stage-5?ct=1790606728585