La virtualización es un paso importante para llevar la electricidad limpia al mundo

La sostenibilidad es lo más importante hoy en día. Vemos cómo se ponen en marcha políticas gubernamentales para alcanzar ambiciosos objetivos de cero emisiones, así como un rápido aumento de la adopción de fuentes de energía renovables como la eólica, la solar y el hidrógeno para alimentar las operaciones al tiempo que se reduce la huella de carbono. Las industrias también se esfuerzan cada vez más por reducir el impacto negativo que puedan tener en el medio ambiente, y muchas buscan las herramientas adecuadas para apoyar ese cambio a mejor.

Estos cambios en curso tienen un impacto fundamental en la red eléctrica, lo que también supone nuevos retos para los sistemas de protección y automatización. Está claro que necesitamos nuevos enfoques e innovaciones. La virtualización de los productos es uno de esos enfoques innovadores que va a desempeñar un papel importante en la consecución de la neutralidad del carbono.

¿Qué es la virtualización?

En términos sencillos, la virtualización significa crear una versión virtual, y no real, de algo. El objetivo principal de la virtualización es proporcionar un nuevo entorno operativo que no esté vinculado a ningún hardware o sistema operativo concreto. Al separar eficazmente la funcionalidad del hardware, la virtualización permite realizar actualizaciones integradas en todo el sistema y añadir funcionalidad sin necesidad de hardware adicional.

La virtualización ha sido ampliamente adoptada en el campo de la tecnología de la información (TI), comenzando con una virtualización muy simple de las cargas de trabajo del servidor de impresión, para gestionar más fácilmente las tareas de impresión desde varios ordenadores a una sola impresora. Con el paso de los años, la virtualización ha evolucionado hasta el punto de que los centros de datos modernos cuentan con ordenadores totalmente virtuales: ninguna de sus funcionalidades está ligada a ningún hardware específico. Esto permite añadir continuamente funcionalidades informáticas -como nuevas aplicaciones para la gestión de la energía- al sistema virtual único y centralizado, sin necesidad de añadir hardware adicional. Dado que las aplicaciones o funciones adicionales pueden ser independientes del proveedor y del sistema operativo, pueden enviar comandos operativos a cualquier ordenador/dispositivo conectado, que sea compatible, es decir, que se adhiera a los mismos estándares. De este modo, la posibilidad de actualizar los sistemas con nuevas aplicaciones y funciones vitales resulta más rápida y rentable.

¿Por qué virtualizar en el ámbito de la distribución eléctrica?

En las subestaciones convencionales, los distintos dispositivos tienen asignadas diferentes tareas, y cada uno realiza su propia tarea de forma aislada. Las combinaciones de software y hardware específicas de cada proveedor en cada dispositivo individual hacen que el aumento o la modificación de la funcionalidad requiera muchos recursos. En primer lugar, hay que modificar los activos físicos, lo que requiere conocimientos especializados en una gama cada vez más amplia de dispositivos y funciones. A medida que aumentan las funcionalidades, también lo hace el nivel de conocimientos necesarios para mantener o modificar los equipos. Las subestaciones suelen contener una mezcla de equipos antiguos y nuevos, y los operadores tienen dificultades para mantener todos los elementos de hardware variados. Además, todos estos dispositivos requieren espacio en la subestación.

En lugar de tener varios ordenadores que realicen cada uno su propia tarea específica, la virtualización permite que un ordenador tenga varias funcionalidades diferentes. Con la funcionalidad virtualizada, el propietario de una subestación puede sustituir diferentes tipos de equipos antiguos por otros nuevos que son todos del mismo tipo. Esto reduce sustancialmente la cantidad de conocimientos necesarios para mantener la subestación.

El valor añadido del software proviene de las decisiones inteligentes que se toman de forma autónoma, no de las cajas que ejecutan el software. Sin embargo, a menudo se da el caso de que un software específico está empaquetado en un hardware específico. En otras palabras, si hay que aumentar o modificar la funcionalidad, hay que modificar los activos físicos. Cuantas más funcionalidades haya, más cosas diferentes requerirán conocimientos adicionales. Con la virtualización, sólo hay un tipo de hardware que ejecuta todas las diferentes tareas, por lo que se elimina de forma efectiva la necesidad de que los usuarios aprendan las particularidades de todos los diversos productos físicos.

Construir una subestación inteligente con equipos certificados según la norma internacional IEC 61850, que define los protocolos de comunicación para los dispositivos electrónicos inteligentes (IED), significa que los dispositivos funcionarán con otros productos que cumplan la norma. Esto da a los propietarios de las subestaciones la flexibilidad de elegir cualquier proveedor, en función de sus necesidades.

Las subestaciones inteligentes favorecen un panorama energético más sostenible

Tanto las empresas como los servicios públicos están trabajando para satisfacer las necesidades del entorno energético, que cambia rápidamente, y están explorando formas no sólo de añadir nuevas instalaciones eléctricas y subestaciones, sino también de actualizar las existentes para satisfacer las crecientes demandas. La virtualización puede ayudar a conseguir una mayor eficiencia en las subestaciones, ya que permite añadir fácilmente nuevas funcionalidades a medida que cambian los requisitos. Además, la actualización de una subestación existente en una subestación inteligente garantiza el uso de menos material nuevo, otra importante mejora de la sostenibilidad.

Virtualización de la protección y el control

La próxima generación de conceptos de protección y control pretende basarse en el software en lugar de en plataformas de hardware, es decir, en la virtualización. En ABB, estamos trabajando con UK Power Networks, como parte del proyecto Constellation, para desarrollar un sistema de protección de área amplia que utiliza la red de telecomunicaciones 5G para la comunicación entre subestaciones. El sistema se basará en la norma IEC 61850, y el esquema permitirá la supervisión y el control en tiempo real de los recursos energéticos distribuidos (DER), como los parques eólicos y solares. Como parte del proyecto, se digitalizarán los algoritmos de protección tradicionalmente integrados en los IED.

Con miles de subestaciones en toda Gran Bretaña, el nuevo enfoque de UK Power Networks tiene el potencial de desbloquear 1,4 gigavatios (GW) de capacidad de red que permitirán una mayor integración de los DER. Con ello se conseguiría un ahorro anual de 19 millones de toneladas de emisiones de CO2 y se daría un paso importante en la dirección correcta para que el Reino Unido alcance la Red Cero en 2050.

Lo que viene a continuación

La virtualización nos permite crear servicios y aplicaciones útiles sin estar atados a un hardware específico. Gracias a la virtualización, muchos sistemas tienen cabida en una sola plataforma. Reducimos el número y el tipo de dispositivos y hardware en las subestaciones, ahorrando dinero y recursos naturales, y simplificando el mantenimiento.

La red eléctrica seguirá cambiando, lo que significa que las soluciones que la hacen posible también deben seguir evolucionando. La virtualización será una herramienta beneficiosa para hacer que las redes eléctricas sean sostenibles y resistentes, un paso clave para llevar la electricidad limpia al mundo.