En els darrers anys, les xarxes de distribució elèctrica s’enfronten al repte de distribuïr cada vegada més energia, amb infraestructures sovint ja existents, mentre augmenta la presència de càrregues electròniques no lineals, processos industrials nous i exigents, generació connectada a les xarxes de distribució, la electrificació de la demanda i nous vectros energètics. En aquest context, ja no n’hi ha prou amb “més coure” o “més secció”; cal gestionar millor el corrent que circula per les xarxes.
 

Quan una instal·lació industrial o una xarxa de distribució treballa amb corrents fortament distorsionats (amb alts nivells d’harmònics), una part significativa del corrent no aporta potència útil. Aquest corrent “innecessari” incrementa el valor eficaç o RMS, fa augmentar les pèrdues (Joule) manifestant-se amb escalfament dels cables i transformadors que acaba reduint l’eficiència global i limita la capacitat real de la infraestructura. En altres paraules: la xarxa s’omple abans, però no entrega més energia útil.
 

Les comparacions entre formes d’ona amb una distorsió harmònica elevada com ha estat el cas real de valors del 30% de THD i formes d’ona pràcticament sinusoidals (1% de THD) ho fan evident. A igual potència útil distribuïda, una corrent neta redueix les pèrdues de manera notable i, a igual límit tèrmic del cable, permet distribuïr més energia útil. Això es tradueix directament en més eficiència, menys escalfament i més capacitat disponible, sense haver de substituir quilòmetres de cablejat.
 

És precisament en aquest punt on la tecnologia d’Energy in the Cloud aporta un valor diferencial. A través de la seva electrònica de potència avançada, i en particular amb solucions com l’IDPR (Intelligent Distribution Power Router), es fa possible una gestió activa del corrent i de la qualitat de l’energia en temps real. L’IDPR no es limita a “corregir problemes”, sinó que actua de manera intel·ligent sobre la forma d’ona, reduint la distorsió, estabilitzant la tensió i optimitzant l’ús de la infraestructura existent.
 

Aquesta aproximació representa un canvi de paradigma en la gestió de les xarxes de distribució. En lloc de xarxes passives que simplement suporten el que els connectem, passem a xarxes actives, adaptatives i més resilients, capaces d’absorbir millor la complexitat creixent del sistema elèctric. Això és especialment rellevant en un escenari amb més electrificació, més renovables i més electrònica de potència connectada a tots els nivells.
 

L’impacte positiu en el sector industrial és especialment clar. Una millor qualitat de corrent implica menys pèrdues energètiques, reducció de costos operatius i una millor estabilitat de la tensió, fet que protegeix equips sensibles, redueix avaries i millora la continuïtat del procés productiu. A més, en alliberar capacitat “oculta” de cables i transformadors, les empreses poden créixer o augmentar producció sense haver d’afrontar immediatament grans inversions en infraestructura elèctrica.

En definitiva, la tecnologia d’Energy in the Cloud i solucions com l’IDPR responen a una necessitat real i creixent: fer més amb el que ja tenim, però fer-ho de manera intel·ligent. Optimitzar la qualitat de l’energia no és només una qüestió tècnica, sinó una eina clau per millorar l’eficiència, la sostenibilitat i la competitivitat tant de les xarxes de distribució com del teixit industrial. En un sistema elèctric cada vegada més exigent, gestionar bé el corrent és tan important com generar-lo.

Optimització de convertidors en una planta fotovoltaica de 5 MW

Context i repte

Una planta solar fotovoltaica de 5 MW situada a Múrcia experimentava:

• Fluctuacions de tensió i corrent que provocaven desconnexions freqüents i sobtades de dues unitats de convertidors de 2,5 MW.

• Risc de danys per estrès elèctric (sobretensions i corrents transitories) en els convertidors i altres actius elèctrics.

• Manteniment reactiu costós i parades inesperades que reduïen la fiabilitat de la planta.

L’operador volia augmentar la producció efectiva, reduir el temps d’inactivitat i garantir una vida útil més llarga dels actius de la planta de generació fotovoltaica.

Solució implementada per Energy in the Cloud

Energy in the Cloud va desplegar una solució integral basada en intel·ligència digital i control avançat, estructurada en diverses fases:

1. Estudi i anàlisi

• Avaluació exhaustiva del comportament de la planta de generació i de la xarxa de distribució a la qual està connectada.

• Recollida i tractament de dades de mesura elèctrica (tensions, corrents, harmònics).

2. Control i reconfiguració

• Configuració i adaptació d’algorismes de control en temps real que ajusten les estratègies de protecció sense alterar la modulació ni la commutació, segons les condicions variables de la xarxa i la irradiació solar.

• Simulació in situ dels fenòmens de sobretensió per validar la resposta del sistema.

• Reconfiguració dels paràmetres de protecció (límits, valors, temps de resposta) segons l’estat operatiu identificat.

• Validació final en la pròpia planta de generació.

3. Protecció avançada i aïllament de falles

• Implementació de capes addicionals de protecció (monitoratge de transitoris, filtres actius) amb activació preventiva de mesures correctores.

• Estratègies de limitació gradual de càrrega en escenaris crítics per evitar danys greus o fallades completes.

4. Optimització operativa i manteniment proactiu

• Elaboració d’un informe d’anàlisi de tendències, amb alertes i recomanacions per a accions preventives.

• Planificació de manteniments i definició de criteris operatius optimitzats.

Resultats obtinguts

• Increment de la producció efectiva, gràcies a la reducció de parades i a l’optimització operativa.

• Reducció de fallades crítiques en els convertidors.

• Prolongació de la vida útil dels equips, amb una disminució significativa de l’estrès elèctric i del ritme de degradació interna.

• Reducció dels costos de manteniment, gràcies a una estratègia proactiva i predictiva que permet planificar intervencions menors en moments òptims.

• Alta fiabilitat operativa, amb un increment notable de l’“uptime” i, per tant, de la rendibilitat global de la planta.

Valor diferencial d’Energy in the Cloud

Aquest cas d’èxit posa en relleu les capacitats d’Energy in the Cloud per:

• Integrar intel·ligència digital, aprenentatge automàtic i control en temps real en sistemes de potència.

• Oferir solucions escalables i adaptables a diverses tecnologies de convertidors (fotovoltaics, eòlics, bateries, etc.).

• Transformar dades operatives crítiques en accions automàtiques de protecció i optimització.

• Aportar valor tangible en termes d’eficiència, fiabilitat i reducció de riscos per a plantes de generació renovable.

• Consolidar-se com a partner tecnològic estratègic en el mercat de l’energia neta.

Energy in the Cloud ha posat en servei un equip IDPR en un centre de transformació, amb l’objectiu de millorar el control de la tensió en xarxes de baixa tensió.
 

Aquesta iniciativa permet reforçar la qualitat del subministrament elèctric en entorns amb elevada variabilitat de càrrega i generació distribuïda, aportant una solució innovadora i eficient per a la regulació de la tensió a nivell local.
 

Control actiu i dinàmic de la tensió sense consum d’energia activa

Els equips IDPR permeten un control actiu i dinàmic de la tensió mitjançant la gestió intel·ligent de la potència reactiva, adaptant-se en temps real a les condicions de la xarxa. Un dels principals avantatges d’aquesta tecnologia és que no requereix injectar ni consumir energia activa, fet que evita pèrdues energètiques i garanteix una operació eficient i sostenible.

La instal·lació dels IDPR en centres de transformació permet actuar directament sobre la xarxa de baixa tensió, estabilitzant la tensió i reduint desviacions que poden afectar tant els consumidors finals com els equips connectats.
 

Principals beneficis de la tecnologia IDPR

• Regulació contínua i automàtica de la tensió en baixa tensió.

• Compensació local de potència reactiva, millorant l’estabilitat de la xarxa.

• Operació sense consum d’energia activa pel control de tensió de la xarxa eléctrica.

• Integració senzilla en infraestructures existents. i no intrussiú per l'explotació elèctrica.

• Millora de la qualitat del servei i reducció d’incidències per sobretensions o subtensions.

Compromís amb la innovació de la xarxa elèctrica

Amb la posada en servei d’aquests equips IDPR, Energy in the Cloud reafirma el seu compromís amb la innovació, la digitalització i l’optimització de la xarxa elèctrica, contribuint al desenvolupament de solucions avançades que faciliten l’evolució cap a una xarxa més flexible, eficient i preparada per als reptes de la transició energètica.

• Incrementar la fiabilitat del sistema elèctric davant de contingències o pertorbacions.
• Millorar la disponibilitat operativa dels actius, minimitzant el temps fora de servei.
• Prioritzar manteniments predictius en funció del risc real de fallada.
• Complir amb els estàndards tècnics i normatius exigits pels operadors de xarxa i reguladors.

La transformació digital del sector energètic comença per una cosa tan essencial com la comunicació. A Energy in the Cloud treballem perquè les xarxes elèctriques siguin més intel·ligents, més fiables i més eficients, desenvolupant tecnologia que millora la manera com els equips de mesura es comuniquen amb els concentradors.
 

En moltes xarxes, el soroll al canal PLC dificulta aquesta comunicació i limita el potencial real de la digitalització. Aquí és on aportem valor: amb solucions dissenyades per fer que la informació arribi de manera clara i segura, fins i tot en entorns complexos.
 

Per això continuem impulsant el filtre NOCA, un actiu fàcil d’integrar, pensat per reforçar les comunicacions PLC en xarxes exigents i amb arquitectures de mesura indirecta. Una petita solució amb un gran impacte en la qualitat de la xarxa i en la seva gestió diària.
 

1.-  Més comunicació.
2.-  Més control.
3.-  Més eficiència.

A Energy in the Cloud convertim la tecnologia en una aliada real per al futur de l’energia.

El IDPR és un convertidor electrònic intel·ligent clau per gestionar el voltatge i l'estabilitat d'una xarxa rural amb fonts renovables, com ara l'energia solar o eòlica. En aquest tipus de xarxes, on la variabilitat de generació i la distància entre els punts de generació i consum són factors crítics, l'IDPR té un paper essencial en la integració eficient d'aquestes energies.
 

1. Funció Principal de l'IDPR L'IDPR actua com una interfície entre les fonts renovables (fotovoltaica o eòlica) i la xarxa elèctrica, gestionant la potència i el voltatge per evitar fluctuacions que podrien afectar el subministrament elèctric als usuaris. El seu objectiu és mantenir un nivell de voltatge estable i adequat a la xarxa, tot i els canvis en la generació d'energia o en la demanda.

2. Regulació del Voltge La regulació del voltatge és un dels aspectes més crítics en xarxes rurals amb fonts renovables, ja que aquestes zones solen estar allunyades dels centres de distribució principals, i les fluctuacions d'energia poden ser més freqüents. L'IDPR mesura constantment el nivell de voltatge a la xarxa i, mitjançant sistemes de control electrònics, ajusta la sortida de la font renovable per mantenir el voltatge dins dels límits operatius.

3. Injecció i Absorció de Potència Reactiva Per estabilitzar el voltatge, l'IDPR pot injectar o absorbir potència reactiva a la xarxa. La potència reactiva ajuda a controlar el voltatge sense canviar l'energia neta subministrada als consumidors. Quan el voltatge és baix, l'IDPR injecta potència reactiva, i quan el voltatge és alt, pot absorbir-la, equilibrant així les fluctuacions.

4. Emmagatzematge d’Energia Alguns IDPR també estan integrats amb sistemes d'emmagatzematge, com ara bateries. Això els permet emmagatzemar energia en moments d'alta generació (per exemple, quan hi ha molta llum solar) i alliberar aquesta energia quan la generació disminueix. Aquest emmagatzematge ajuda a compensar la intermitència de les fonts renovables i proporciona un suport energètic que evita caigudes de voltatge.

5. Interacció amb Inversors i Controladors d’Energia A les xarxes rurals, on pot haver-hi diversos punts de generació distribuïda, l'IDPR coordina amb els inversors i controladors de les diferents fonts renovables. Això assegura que la contribució de cada font es gestioni de manera eficient per no sobrecarregar la xarxa ni generar inestabilitat.

6. Control Dinàmic de Potència Activa i Reactiva Per respondre ràpidament a les variacions de generació i demanda, l'IDPR ajusta dinàmicament tant la potència activa (la que es consumeix directament) com la potència reactiva. Aquest control dinàmic permet que la xarxa respongui en temps real als canvis en la generació renovable i a les necessitats dels usuaris de la xarxa rural.

7. Beneficis de l'IDPR en Xarxes Rurals

• Estabilitat del voltatge: Ajuda a mantenir un voltatge constant, millorant la qualitat del servei.
• Integració eficient de renovables: Maximitza l'ús de fonts renovables sense comprometre l'estabilitat de la xarxa.
• Reducció de pèrdues: Optimitza la distribució d'energia, reduint les pèrdues de potència.
• Suport en cas d'interrupcions: En cas de caigudes d'energia, l'IDPR amb emmagatzematge pot proporcionar un subministrament temporal.

En conjunt, l'IDPR contribueix a un ús més efectiu i estable de les fonts renovables en xarxes rurals, facilitant una transició cap a una xarxa elèctrica més sostenible i resilient.

Energy in the Cloud (EiC) ha lliurat un altre anàlisi especialitzat sobre sistemes de generació i bateries connectats a les xarxes de distribució a MT per identificar com resoldre incidències crítiques que provoquen desconnexions inesperades i comprometen la continuïtat de la generació. La generació distribuïda, en aquest context, obre noves maneres d’explotar la xarxa de distribució, integrant de forma eficient múltiples punts de producció i emmagatzematge, sempre en compliment amb la regulació i les normatives vigents.

Aquest assoliment ha estat possible gràcies a les capacitats tecnològiques d’EiC i les seves eines d’anàlisi avançades, capaces de processar registres d’esdeveniments amb un enfocament vectorial i temporal, calcular components simètriques i generar gràfics fasorials de manera automàtica. La seva expertesa en tecnologies de convertidors d’electrònica de potència és clau per adaptar i optimitzar la interacció entre generació, emmagatzematge i xarxa, permetent resoldre situacions complexes com desequilibris de fase, falles transitòries i respostes dinàmiques davant canvis ràpids de càrrega o de producció renovable.

Aquesta tecnologia, desenvolupada en entorns MATLAB, fa possible detectar increments de seqüència negativa (I2), identificar la presència de component zero (V0, Ig) vinculada a falles a terra i correlacionar aquestes dades amb l’activació de proteccions.

Un cop analitzats diferents incidents, va ser possible esbrinar el comportament de desplaçament de neutre sense relació a falles monofàsiques a terra.

La capacitat d’EiC per detectar i diagnosticar amb precisió les incidències en temps reduït, sumada al seu coneixement en convertidors d’electrònica de potència, ha estat determinant per reforçar la fiabilitat de l’explotació i transformar un problema crític en una oportunitat per optimitzar el rendiment i la seguretat de la instal·lació

Disposem diverses proves pilot en funcionament per continuar amb la millora continua del producte en entorns reals, així com potencials clients que es troben en fase avançada de negociacions.

La transformació dels perfils de consum i generació elèctrica, impulsada per la incorporació de nous vectors energètics com l’autoconsum fotovoltaic, la mobilitat elèctrica o l’electrificació de processos industrials, està generant nous reptes en la gestió de la tensió a les xarxes de baixa tensió. En aquest context, s’ha desenvolupat un cas d’èxit real basat en la integració d’un convertidor d’electrònica de potència en un centre de transformació (C.T.) de 400 kVA, amb l’objectiu de fer possible la gestió dinàmica de la tensió a la xarxa BT associada.
 

La solució implementada permet actuar de manera activa sobre la qualitat del subministrament mitjançant la regulació dinàmica de la potència reactiva (kVAR), l’equilibri de corrents entre fases i la cancel·lació de corrents harmòniques. Aquesta gestió avançada contribueix a estabilitzar la tensió davant la seva variabilitat, millorar l’eficiència energètica dels processos industrials i augmentar la capacitat efectiva de la xarxa elèctrica, tant per a usuaris finals com per a distribuïdors d’energia elèctrica.

La gestió intel·ligent de la tensió mitjançant electrònica de potència es consolida així com una solució real i madura per a les xarxes de distribució i els entorns industrials, aportant un millor control operatiu, una major estabilitat del sistema i una utilització més eficient de les infraestructures existents. Aquest enfocament permet adaptar les xarxes elèctriques als nous escenaris energètics sense necessitat de grans ampliacions d’infraestructura.

En aquest projecte, Energy in the Cloud actua com a soci tecnològic amb alt valor afegit, gràcies a la seva àmplia experiència en el disseny, l’operació i l’optimització de xarxes elèctriques. El seu coneixement profund del comportament de les xarxes de distribució, combinat amb capacitats avançades en electrònica de potència, digitalització i control, permet oferir solucions integrades que responen de manera eficient als nous reptes de qualitat, flexibilitat i resiliència del sistema elèctric.

Aquesta iniciativa representa una de les fermes apostes d’Energy in the Cloud per contribuir activament a la transformació de les xarxes elèctriques del segle XXI, amb una visió orientada cap als reptes i oportunitats del segle XXII, impulsant xarxes més intel·ligents, flexibles i preparades per a la transició energètica.

Energy in the Cloud potencia l’emmagatzematge distribuït i centralitzat a les xarxes de distribución donat al canvi que ve sobre la manera en què es gestionrà  i distribuirà energía disenyant una nova forma de pensar  el sistema elèctric, per proporcionar sempre el millor servei possible als usuaris  connectats.