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Jun 22, 2023

4 tecnologías de transmisión a tener en cuenta

A medida que el Congreso, el Departamento de Energía y la Comisión Federal Reguladora de Energía toman medidas para impulsar nuevas transmisiones, se están realizando esfuerzos para mejorar los activos de transmisión existentes y expandir hacia dónde pueden llegar.

A medida que el Congreso, el Departamento de Energía y la Comisión Federal Reguladora de Energía toman medidas para impulsar nuevas transmisiones, se están realizando esfuerzos para mejorar los activos de transmisión existentes y expandir hacia dónde pueden llegar.

Por ejemplo, los desarrolladores de transmisión buscan cada vez más el "uso compartido del derecho de vía", negociando directamente con las líneas ferroviarias y las partes interesadas gubernamentales de las carreteras para utilizar esos corredores para enterrar las líneas de transmisión, según Kevin Ludwig, vicepresidente asociado y líder de soluciones de red de Negro y Veatch. También se ha prestado atención al uso de vías navegables interiores con cables submarinos combinados con un sistema de transmisión de corriente continua de alto voltaje para mover grandes cantidades de energía, añadió Ludwig.

En términos de la tecnología de transmisión existente, los conductores de alta temperatura y baja flexión se están implementando en casos específicos, en gran medida cuando los propietarios de transmisiones buscan impulsar más potencia en un corredor o necesitan que su transmisión abarque una larga distancia, pero están limitados por cruces especiales. Dijo Ludwig. Dichos conductores tienen un núcleo compuesto resistente al calor en lugar del acero que se usa comúnmente para soportar estructuralmente líneas, lo que permite impulsar más potencia a través de la línea sin que se expanda ni se doble.

"La barrera para una migración más amplia a conductores de alta temperatura y baja flexión es su costo y las herramientas/hardware especiales necesarios para la instalación", dijo Ludwig. Pero hay nuevos desarrollos en este espacio que permiten la instalación de conductores compuestos con las mismas herramientas/hardware que los conductores tradicionales con los beneficios del funcionamiento a alta temperatura. Por otra parte, también hay avances en la tecnología de monitoreo de conductores que permiten ajustes de calificación en tiempo real en lugar de una calificación estática que a menudo se basa en las peores condiciones que solo existen durante una pequeña parte del año. Esta tecnología permite un flujo de energía adicional sin ninguna inversión en nuevos conductores y será implementada por las empresas de servicios públicos como resultado de la orden 881 de la FERC para mejorar las clasificaciones de las líneas de transmisión.

En otros lugares, Ludwig dijo que se están llevando a cabo proyectos piloto con líneas eléctricas superconductoras de alta temperatura que involucran infraestructura subterránea enfriada con nitrógeno líquido, lo que permite que la transmisión tenga una resistencia casi nula. Además, las líneas de transmisión de CA, generalmente gobernadas por interruptores que solo permiten a los operadores encender o apagar las líneas, se están volviendo más dinámicas con controles que pueden regular el flujo de energía ajustando la impedancia de la línea, de manera muy similar a usar una válvula para ajustar el flujo de agua. .

Entre las empresas pioneras en nuevas tecnologías relacionadas con la transmisión que ayudan a las empresas de servicios públicos, cabe destacar cuatro:

Las soluciones de monitoreo/mitigación de congestión de NewGrid para la red utilizan "optimización de la topología de transmisión operativa", dijo Todd Allmendinger, director de consultoría e investigación de Cleantech Group. Esto puede evitar la congestión y las restricciones que afectan a las plantas de energía renovable al desviar el flujo para evitar los cuellos de botella. Esto se hace abriendo y cerrando circuitos de transmisión, de forma muy parecida a los semáforos de una gran ciudad.

La empresa aplica métodos utilizados en el diseño y simulación de circuitos de chips de ordenador a la planificación de la red, afirmó Allmendinger. "Han desarrollado un modelo de red de base física que puede ejecutar escenarios de simulación y optimización para la planificación a largo plazo.

Apuntar inicialmente a las redes de transmisión en los EE. UU. es una medida inteligente por parte de la empresa, dada su naturaleza regulada a nivel federal y, por lo tanto, la capacidad de acceder a datos limpios a escala nacional", afirmó. Con la financiación inicial recaudada en enero, la empresa planea aumentar Allmendinger destaca parte de su importancia para quienes poseen y operan sistemas de transmisión y distribución: su visión a largo plazo es "convertirse en una ventanilla única para planificar el control en tiempo real para todos los sistemas de distribución, transmisión y distribución". redes de microrredes", afirmó.

Pearl automatiza la creación de modelos de planificación de casos base para clientes que se han cansado del enfoque tradicional "hecho a mano", que cuesta más tiempo del personal. Esos modelos han sido una gran ayuda para los clientes que buscan reducir costos y lograr mayores eficiencias para la planificación de nuevas inversiones, incluida la transmisión y otros proyectos. Pero una posible desventaja de automatizar los modelos de planificación de casos base es el problema que surge cuando se utilizan datos de baja calidad al inicio del proceso, cuando se forman los casos base.

La empresa con sede en California está actualizando las tecnologías de transmisión de cables/conductores de acero existentes, un segmento de la red que ha cambiado poco en más de un siglo.

Según el fundador y director ejecutivo Jason Huang, la empresa produce un nuevo tipo de conductor eléctrico (utilizado en redes de transmisión y distribución) que puede aumentar la capacidad de las líneas existentes 2,5 veces sin tener que cambiar o modernizar la infraestructura de soporte existente (por ejemplo, postes, torres). "Esto permite a los operadores de la red aceptar grandes aumentos de generación de energía renovable con un costo adicional mínimo para los consumidores de electricidad", dijo Huang. Esto se vuelve importante a medida que muchos más de estos recursos estén en línea durante los próximos años. Por lo tanto, un beneficio de la tecnología TS es que abre una red eléctrica restringida, al mínimo costo posible, para permitir que la generación renovable llegue a los clientes, dijo Hervé Touati, director de estrategia de TS.

En diciembre pasado, TS vio a tres socios (Breakthrough Energy Ventures, National Grid Partners y una subsidiaria de NextEra Energy) financiar su ronda de inversión de $ 25 millones. Touati se apresura a señalar las posibles implicaciones de sus tecnologías para la resiliencia de la red. En un momento en que aumenta la demanda de hardware que pueda soportar condiciones climáticas extremas, los conductores TS son 2,4 veces más resistentes que sus equivalentes con núcleo de acero, que se han utilizado desde principios del siglo XX para redes de transmisión y distribución.

El calentamiento global hace que los cables se calienten, lo que significa que pueden manejar menos capacidad. Touati dice que "los conductores TS tienen una extensión térmica que es considerablemente menor que la expansión térmica del acero: 193 veces menor para ser específicos. Como consecuencia, los conductores TS son mucho menos susceptibles a combarse a temperaturas más altas.

TS Conductor ha sido seleccionado por PG&E para la solución de incendios. La tecnología específica que se ha seleccionado son los conductores cubiertos inteligentes de TS. Touati explicó que "los conductores están protegidos externamente por aislamiento ("cubiertos") e internamente contienen una fibra óptica que funciona como un sensor para detectar temperatura elevada u otras anomalías en la línea. El uso previsto es en la red de distribución de PG&E, no la red de transmisión."

Larry Miloshevich, un defensor independiente en temas de política y regulación energética, se familiarizó con TS Conductor como participante en un procedimiento de transmisión en la Comisión de Servicios Públicos del estado en relación con la solicitud de Xcel Energy para construir una línea de transmisión de 560 millas y $1.7 mil millones llamada Colorado's. Camino del poder. La línea accederá a recursos renovables de alta calidad en el este de Colorado.

"Anteriormente no conocía el conductor con núcleo de carbono como una alternativa a la tradicional línea de transmisión ACSR con núcleo de acero [conductor de aluminio reforzado con acero], pero... rápidamente quedó claro, sobre la base de los datos de ingeniería, que [el] conductor con núcleo de carbono, y [el] conductor TS en particular, es el futuro de las líneas de transmisión", afirmó Miloshevich.

"Si bien los nuevos materiales y diseños para líneas de transmisión pueden no parecer una aplicación revolucionaria que tenga el potencial de acelerar la transición a la energía renovable y reducir su costo, lo es, por varias razones. El núcleo de carbono del conductor TS es más fuerte y más liviano que [el] conductor de núcleo de acero tradicional, y tiene muy baja expansión y 'caída de línea' causada por el calentamiento cuando transporta mayor energía eléctrica", continuó.

"La mayor resistencia permite el uso del aluminio 'recocido' más conductor pero más suave para transportar la energía, mientras que el aluminio recocido no se puede usar con [el] conductor ACSR tradicional porque el aluminio debe proporcionar parte de la resistencia, por lo que es más duro y menos conductor. "Se debe utilizar aluminio con el conductor tradicional", añadió Miloshevich.

Cuando se le preguntó sobre TS, el cofundador del Rocky Mountain Institute, Amory B. Lovins, dijo que había "aceptado asesorar a TS Conductor porque su tecnología única parece muy importante para descongestionar la red al reconducir de manera rentable y conveniente dentro de los derechos de uso existentes". "Esto podría reducir en una década la urgente eliminación de cuellos de botella en la transmisión para expansiones de energías renovables, y la economía y la confiabilidad también parecen excelentes", dijo Lovins.

En diciembre pasado, la Autoridad de Energía de Nueva York (NYPA) anunció que implementará sensores LiDAR (detección y alcance de luz) sin contacto de LineVision para monitorear sus líneas de transmisión de 230 kV en los condados de Franklin y Clinton, ambos ubicados en el norte del estado de Nueva York. Los sensores no solo desbloquean capacidad adicional en la red, sino que sus datos brindan información sobre el estado de los conductores y respaldan la "detección en tiempo real de anomalías y riesgos potenciales para el sistema de transmisión", según Jonathan Marmillo, cofundador y vicepresidente de LineVision. gestión de productos.

Marmillo explicó que "las empresas de servicios públicos se están moviendo hacia redes más resistentes y optimizadas. Especialmente en la era del cambio climático: las tormentas más salvajes y violentas son un riesgo para las líneas de transmisión. Hemos visto líneas eléctricas provocar incendios forestales; las hemos visto congelarse". fallan y fallan. La mayoría de las veces, vemos líneas de 70 años de antigüedad a las que se les pide lidiar con problemas modernos que no se limitan solo a desafíos de capacidad. Y simplemente no pueden. Nuestro sensor ofrece una imagen completa de lo que está sucediendo en las líneas: ofreciendo datos que nunca antes habían tenido sin simplemente enviar un equipo para inspeccionar físicamente cada línea las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Nuestro sensor lo hace por ellos".

Según Babak Enayati, gerente de estándares de DG y nuevas tecnologías en National Grid, "los sensores de LineVision son el núcleo de nuestro programa de tecnologías de mejora de la red porque su solución dinámica de clasificación de líneas nos permite aumentar la visibilidad de la capacidad de nuestra red de transmisión eléctrica. Durante el último año de pruebas de estos sensores, descubrimos que el sistema de monitoreo de LineVision y la plataforma Dynamic Line Ratings proporcionan un aumento del 31 % en la capacidad sobre las clasificaciones de líneas ambientales y un aumento del 45 % en comparación con las clasificaciones estáticas. Conocer la clasificación de la línea de transmisión nos ayuda a optimizar las operaciones del sistema."