optima.smart, equilibrado de fases para la resolución de congestiones de la red de baja tensión

La incorporación creciente de autoconsumo fotovoltaico, vehículos eléctricos y otras cargas monofásicas está aumentando los desequilibrios en las redes de baja tensión. Cuando la generación y el consumo no se distribuyen de forma homogénea entre las fases, aparecen efectos que limitan el rendimiento de la red y afectan a la calidad de suministro, como pueden ser sobretensiones en unas fases y subtensiones en otras, eventos de calidad de suministro, corrientes elevadas por el neutro o incremento de pérdidas técnicas. 

En muchos casos, los eventos de calidad de suministro que afectan a los clientes no tienen su origen en una tensión inadecuada en cabecera, sino en un problema local, el reparto desigual de las cargas entre fases. Por este motivo, actuar únicamente sobre la tensión desde el centro de transformación no permite resolverlos.

El optima.smart es una solución de electrónica de potencia que se instala en las líneas de baja tensión y transfiere energía entre fases en tiempo real, sin aportar ni consumir energía neta de la red (salvo las pérdidas del equipo, aproximadamente 3%). De este modo, reduce el desequilibrio de tensión tanto aguas arriba como aguas abajo de su punto de conexión. 

A diferencia de una solución de regulación de tensión en cabecera, el optima.smart actúa de forma local, a lo largo de la línea donde se concentra el desequilibrio. 

Este equipo tiene dos ventajas principales: 

• Reducción de desequilibrio de tensión 

La primera evidencia del impacto de optima.smart es la reducción del desequilibrio en su punto de conexión y, como consecuencia directa, la homogeneización en las tensiones de fase. 

Las pruebas de puesta en marcha en uno de los pilotos analizados permiten comparar con claridad ambos escenarios. Antes de activar el equipo, el desequilibrio de tensión alcanzaba valores próximos al 11% y las tensiones de las distintas fases presentaban diferencias significativas; mientras una de ellas descendía hasta los 215V, las otras dos registraban valores sensiblemente superiores a 240V. 

Tras la entrada en servicio del optima.smart, el desequilibrio medio de tensión en el punto de conexión se mantiene en torno al 0,1%, muy por debajo del valor de referencia del 2% establecido por la UNE-EN 50160. Como resultado, las tensiones de las tres fases convergen y pasan a presentar un comportamiento prácticamente idéntico. 

En los pilotos analizados, una parte significativa de los eventos registrados estaba asociado precisamente a las desviaciones de tensión provocadas por el desequilibrio entre fases. En consecuencia, tras la puesta en servicio de optima.smart se observó una reducción de hasta el 94% en el número de eventos registrados y superior al 95% en su duración acumulada. 

Este comportamiento fue diferente en cada emplazamiento. Mientras que en uno de los casos predominaban las subtensiones asociadas a fases con niveles de tensión reducidos, en el otro la principal problemática era la presencia de sobretensiones derivadas de una fase con tensiones elevadas. Aunque las causas concretas eran distintas, ambas tenían su origen en un reparto desequilibrado de las cargas y la generación entre fases. 

En las figuras anteriores puede observarse cómo, antes de la instalación del equipo, existían eventos de sobretensión y subtensión distribuidos a lo largo de gran parte de la red, con clientes que acumulaban un número elevado de incidencias. Tras la instalación del optima.smart, el número de clientes afectados se reduce significativamente y los eventos residuales quedan concentrados en puntos concretos de la red.

Por tanto, el principal efecto del optima.smart no es sólo la eliminación directa de los eventos de calidad de suministro, sino la mitigación del desequilibrio entre fases que da origen a muchos de ellos. Una vez se ha reducido dicho desequilibrio, los eventos que permanecen pueden atribuirse con mayor claridad a otras causas de la red, facilitando su identificación y la definición de medidas correctoras específicas.

• Descarga del neutro y reducción de pérdidas

En una red de baja tensión de cuatro hilos, el desequilibrio entre fases provoca la circulación de corriente por el neutro. Esta corriente genera pérdidas por la circulación de corriente por el conductor (efecto Joule).

En las líneas analizadas, antes de la actuación de optima.smart, la corriente por el neutro llegaba a superar la corriente de las fases. Al mejorar el equilibrio entre fases, el optima.smart reduce la corriente que circula por el neutro y disminuye las diferencias de corriente entre fases y, como consecuencia directa, disminuye las pérdidas técnicas asociadas a estos conductores.

Conclusión

El optima.smart actúa sobre uno de los principales problemas que ocasiona la integración masiva de recursos monofásicos en redes de baja tensión: el desequilibrio de tensión y de corriente entre fases. 

Su actuación mejora el equilibrado de las tensiones a lo largo de la línea, favorece un reparto más uniforme de la carga y contribuye a mitigar los eventos de calidad de suministro vinculados a este fenómeno. Asimismo, permite aprovechar mejor la capacidad de la infraestructura existente y facilita la integración de nuevas cargas y recursos distribuidos. 

Una vez mitigado el efecto del desequilibrio, la DSO puede identificar con mayor claridad otros fenómenos presentes en la instalación y priorizar actuaciones específicas sobre las causas que continúan condicionando el comportamiento de la red. 

Testimonio de cliente

El optima.smart es un equipo que resuelve los problemas dinámicos de la red de un modo dinámico, resuelve lo que las soluciones tradicionales estáticas no alcanzan a resolver. Todo cambia, incluso el modo en el que se consume electricidad ha cambiado, la incorporación de la generación distribuida o cargas como el VE no podrían resolverse correctamente con soluciones tradicionales y este tipo de dispositivo adaptan su comportamiento al cambio dinámico de la red – UFD.

Con la instalación del optima.smart hemos logrado reducir el desequilibrio de la línea de BT, optimizando el perfil de tensiones y limitando la corriente que circula por el neutro y sus pérdidas asociadas. Esta experiencia nos ha permitido valorar positivamente el potencial de esta solución para facilitar la integración de nueva demanda y generación en la red de baja tensión. – CMH.