El último en salir que apague la luz

El pasado lunes 28 de abril, el sistema eléctrico ibérico sufrió un corte total de funcionamiento, dejándonos sin electricidad. Es sin duda el incidente más importante de los últimos 70 años. El estudio completo de lo sucedido llevará meses y circulan muchas explicaciones no siempre encaminadas a tratar de aclarar lo sucedido. Con ánimo de ayudar van estas reflexiones.

Todos los sistemas eléctricos del mundo se han desarrollado en corriente alterna (CA ¡gracias Tesla!). Uno de los parámetros críticos de un sistema en CA es la frecuencia a la que van y vienen los electrones. En España y en el sistema interconectado europeo esta es de 50 ciclos por segundo (Hertzios, Hz). Mareamos mucho a los electrones.

El mandamiento clave de un sistema eléctrico en CA es que, en todo momento la producción de electricidad (la generación) debe ser igual al consumo (la demanda). Igual, quiere decir, igual. Si una central del sistema (nuclear, solar, gas, hidráulica…) se "cae" (se desconecta, dispara), la frecuencia de la red, los 50 Hz, empieza a descender, y hay que reemplazar rápidamente a la central perdida. La primera ayuda la da la propia inercia de las máquinas giratorias que producen electricidad en corriente alterna (los alternadores de las centrales hidráulicas, térmicas y nucleares). Los ejes giratorios de estas máquinas pueden llegar a pesar más de 300 toneladas y giran a 1.500 o 3.000 rpm (revoluciones por minuto, es decir 25 o 50 vueltas por segundo). La tremenda inercia rotacional de estas máquinas entrega energía a la red para intentar que la frecuencia deje de caer, o al menos que caiga más despacio. Si la frecuencia baja hasta unos 48 Hz, las centrales disparan para evitar daños graves. Y nos quedamos sin electricidad.

Para ayudar a la actuación de la inercia, algunas centrales tienen posibilidades de subir (o bajar) potencia de forma muy rápida (unas en segundos, otras en minutos), son las centrales de regulación (primaria secundaria, terciaria …), que permiten recuperar la estabilidad del sistema y volver a los benditos 50 Hz. Cuando el consumo es inferior a la generación la frecuencia sube. A menos de 52 Hz el sistema hay que dispararlo entero … Y puede subir (o caer) a más de 0,5 Hz por segundo, así que no hay mucho tiempo. Si el sistema es muy grande, hay muchas máquinas giratorias, la inercia es grande, y la variación es mucho más suave.

El sistema español es grande, con demandas superiores a 35.000 MW. Y además estamos conectados a nuestros vecinos, Portugal y Francia, y a través de este último país con el resto de la Unión Europea. El sistema eléctrico interconectado de Europa es, con diferencia, el mayor del mundo. Pero es frágil. Cuando cae una central grande en España, la alteración de la frecuencia la notan en Riga.

Las interconexiones de electricidad son buenas por ayuda y economía. Si tengo algún problema, mi vecino me puede ayudar (y viceversa). Si me sobra energía eléctrica, puedo vendérsela a mis vecinos. Pero, aunque pienso que las interconexiones son beneficiosas, prefiero que mi sistema eléctrico sea lo más seguro posible con sus propios medios.

El lunes 28 a las 12:33 el sistema español tenía una demanda de 26.000 MW. Estaba exportando a otros países 4.350 MW (2.650 a Portugal, 900 a Francia y 800 a Marruecos) y un consumo en bombeo de unos 3.000 MW. Un total de 33.350 MW que había que generar. Tras las correcciones de seguridad de Red Eléctrica a la casación del mercado, las centrales que producían esa energía eran las que muestra el cuadro que figura abajo en esta página (valores aprox.). El carbón es el grupo 3 de Soto de Ribera. En total, la generación 33.350 MW igual a la demanda total del sistema, como debe ser.

Muy destacada la fotovoltaica, con el 55% de la generación. Otra tecnología renovable, la eólica es, a gran distancia, la segunda con 3.650 MW.

Pero, muy importante, estas dos tecnologías no generan la corriente alterna con máquinas rotativas. La fotovoltaica convierte en sus paneles la luz solar en electricidad, pero en corriente continua, y un equipo electrónico, el inversor, la transforma en corriente alterna para poder inyectarla en la red eléctrica. En las eólicas, nuestros modernos molinos, también un inversor se encarga de pasar la energía a corriente alterna. Por su diseño, estas dos tecnologías, no aportan, en su diseño actual, inercia al sistema cuando esta sea necesaria.

El incidente

A 6 de mayo no hay información oficial por parte de Red Eléctrica por lo que el relato que sigue se ha recogido de otras fuentes públicas disponibles. He recogido datos del Observatorio FNET/GridEye de la Universidad de Tennessee (Knoxville) y publicados en la webcast que el EPRI (Instituto de investigación de la Industria Eléctrica de Estados Unidos) realzó la tarde del pasado martes 6 de mayo.

Hay datos que indican que, en días y semanas anteriores al 28 de abril, la red eléctrica español estaba sufriendo oscilaciones de frecuencia y tensión, que, aunque no provocaron cortes de suministro, sí señalaban que algo no iba lo bien que debiera ir. Red Eléctrica lo sabía, y estoy seguro de que sus técnicos trabajaban en solucionar el problema. El lunes 28 a las 12:33:06, una central eléctrica del suroeste se desconectó instantáneamente de la red y perdimos su generación. La frecuencia del sistema eléctrico empezó a bajar. El gráfico del sistema GridEye que aparece en la página de la derecha lo muestra claramente.

El GridEye utiliza como referencia de tiempo el UTC (Tiempo Universal Coordinado). El Tiempo Central Europeo (CET), en verano, dos horas más. La hora oficial española son pues, dos horas más.

A las 10:33:06 se produce la desconexión de una central . No sabemos cuál fue. (Red Eléctrica y el propietario, lo saben). Sí sabemos que Almaraz 2 (nuclear) no fue (el gobierno ya lo hubiera dicho). El director de Servicios de Red Eléctrica dijo el propio lunes que los dos primeros disparos fueron de dos plantas fotovoltaicas. En la figura vemos la bajada de la frecuencia en España, seguida por la bajada en las redes del resto de Europa (Alemania, Holanda). La caída es de 0,06 Hz en menos de 1 segundo. Rápidamente se reduce la exportación al exterior para compensar la pérdida de generación, y en España la frecuencia empieza a recuperarse, pero 1,5 segundos después, se produce otro disparo de otra planta, y ahora, con menos inercia en el sistema (hemos agotado una buena parte en tratar de recuperar la frecuencia tras el primer disparo, y no teníamos mucha), la caída es más vertical. El aparato de medición de GridEye en España pierde su funcionamiento hacia las 12:33:08. Es muy posible que se produjera un disparo casi simultáneo de 15.000 MW (equivalente al doble del parque nuclear español, o toda la potencia hidroeléctrica de España). De un suceso así, no hay sistema eléctrico que se pueda recuperar, y el apagón era inevitable. En el gráfico de arriba se observa como la frecuencia de la red de los sistemas eléctricos europeos (Alemania, Italia, Holanda…) cae progresivamente al perderse la generación española (exportabamos al sistema europeo).

El gráfico tiene la frecuencia con mucho detalle: Antes del incidente, la frecuencia era de 49,94 Hz que es muy normal. (casi nunca estamos en 50 Hz exactos. El 50 lo marca una pequeña compañía eléctrica suiza, ya sabéis los de los relojes).

A las 12:33:10, la frecuencia de la red europea sigue bajando, y las líneas de interconexión de España con Francia disparan, desconectándonos del sistema europeo. Todo esto es totalmente automático: les aseguro que no hay ningún "malote" francés desconectando a España. Nosotros haríamos lo mismo.

Ahí no termina todo. Cuando la red de Europa esta volviendo a los 49,94 Hz, hay otra oscilación importante. Puede ser el disparo de la unidad 1 de la central nuclear francesa de Golfech (1.300 MW, a unos 200 km al norte de los Pirineos), y posiblemente afectada por la oscilación de frecuencia, o no… A los 18 segundos vuelve a haber una caída de la frecuencia europea, antes de volver a la normalidad.

Al caer los 15.000 MW de generación, cayó inmediatamente toda la generación peninsular restante.

¿Qué causó la desconexión de 15.000 MW en menos de 1 segundo? ¿Qué tipo de generación se desconectó en ese instante? Red Eléctrica, y el gobierno lo saben, pero, de momento, no lo dicen. Yo creo que fue un disparo de la generación fotovoltaica, que tenía conectados en ese momento 17.000 MW. Quiero que se entienda que esto no es ir contra la fotovoltaica o contra los purines. Es ayudar a entender lo que pasó para saber lo que hay que corregir. Siempre los técnicos de las empresas han colaborado con los de Red Eléctrica para entender los muchos incidentes del sistema, y así debiera seguir siendo. No comparto que los datos de Red Eléctrica, empresa controlada por el Gobierno, los analice el Gobierno, y ya nos dirá. Expertos de empresas, Universidades, Centros de Investigación deben poder opinar sobre los datos que se tienen. No se deben utilizar hipótesis de ciberataques para justificar el secretismo.

Una central solar son placas e inversores. Los inversores, armarios con equipos, electrónicos, convierten la corriente continua en corriente alterna. Entre 1 kW y 3 MW tenemos más de 100.000 inversores en España. Hay dos tipos: Unos siguen a la red y otros, los más modernos, pueden crear una red. Los que tenemos aquí son los primeros: los que siguen a la red. Son más baratos y cumplen con la normativa. Al menor problema en la red se desconectan y perdemos esa generación. Los creadores de red son más caros, pero ayudan más a la red, y no se desconectan con tanta facilidad de la red. Como son más caros y no los exige la normativa de conexión, pues no los ponemos. Cuando instalas 5.000 MW de los primeros, no es un problema grave. Cuando tienes conectados 30.000 MW, es un tema crítico. Y los inversores creadores de red, ayudarían a recuperar el sistema tras un apagón (si es de día). Los que tenemos no lo permiten.

Los inversores miran continuamente la frecuencia de la red, si ven que baja muy rápidamente, pueden desconectarse aunque la frecuencia no haya bajado mucho. En la jerga lo llaman el RoCoF (Rate of Change of Frequency, o derivada de la frecuencia). Esto puede disparar muy rápidamente muchísimos inversores (y plantas fotovoltaicas), es una reacción en cadena.

Los inversores funcionan en un Modo Potencia Fija, el inversor trabaja menos, se desgasta menos y maximiza la producción de energía, o en Modo Control de Tensión, en este caso la electrónica trabaja más, se desgastan más y no producen tanta energía porque tratan de ayudar a controlar la tensión de la red. Hasta hace unos años los inversores trabajaban en el Modo Fijo. Desde hace unos años Red Eléctrica exige que los nuevos (¿y los antiguos?) trabajen en Modo Control de Tensión. Supongo que se cumplen las consignas de Red Eléctrica, pero lo cierto es que los problemas de control de tensión han ido a más en los últimos años.

En junio de 2022, un disparo en una térmica de Texas, 330 MW, originó el disparo sucesivo de otras dos térmicas y de 1.700 MW fotovoltaicos. El incidente, fue tan inesperado que el Organismo de Fiabilidad Eléctrica de Norte América (NERC) hizo un estudio detallado, cuyas conclusiones se publicaron en diciembre 2022. ("2022 Odessa Disturbance"). Cito de su resumen ejecutivo: "A medida que la penetración de solar fotovoltaica (recursos basados en la tecnología de Inversores) continue creciendo tanto en Texas como en otras zonas de Norteamérica, es de capital importancia que los temas de comportamiento de estos recursos sean analizados de forma inmediata y prioritaria".

Hay muchas otras posibles explicaciones de lo sucedido, seguro. Entre otros: Problemas de control de tensión. Oscilaciones interáreas del sistema europeo (especialmente la de Este-Oeste, nosotros somos el oeste). Problemas en máquinas síncronas con el par de sincronismo. Habrá que estudiar el régimen subtransitorio ahora con mucha electrónica de potencia en el sistema. Coordinación de las protecciones de la nueva generación (Extremadura tiene 8.000 MW de fotovoltaica, y los problemas de tensión parecen importantes). Todo esto y más puede haber pasado.

En los últimos tres años, de 2022 a 2024, hemos conectado 20.000 (¡veinte mil!) MW de fotovoltaica al sistema. Seguramente muchos disfrutan poniéndose medallas. Pero, las medallas o el ser el primero, está bien en las olimpiadas, en lo demás hay que hacer las cosas bien.

Tuve la oportunidad de conocer y tratar a varios presidentes de Red Eléctrica (Paulina Beato, Jorge Fabra, Pedro Mielgo, Luis Atienza y José Manuel Folgado). PP y PSOE. He conocido y discutido mucho con directores y técnicos de Operación de la Compañía, del Transporte, de la Delegación del Gobierno en la Operación. Todos me parecieron personas de sólida formación técnica y con la seguridad del sistema como principal preocupación. Me pongo nervioso cuando veo a Red Eléctrica presumir de que se ha alcanzado tal o cual récord de generación. Me gustaría que Red presumiera de la seguridad en la gestión del sistema, la disminución del tiempo de interrupción y la reducción de los costes a los consumidores de los servicios de ajuste del sistema. Dejen trabajar a los técnicos de Red Eléctrica en lo que debe ser su misión.

Finalizo con unas reflexiones sobre la recuperación del apagón. El comportamiento tanto de los técnicos de Red Eléctrica como los de las empresas de servicio público del sector, fue, a mi juicio, extraordinario. Por cierto, que antes de una hora del inicio del incidente, la conexión con Francia estaba recuperada, y Francia pudo suministrarnos energía, tanto en la zona catalana como en la vasca para iniciar la recuperación del suministro. Un buen servicio de las interconexiones (y del parque nuclear francés). Después con las hidráulicas se fueron creando islas con suministro para ir incorporando más puntos de suministro. Las dificultades con las comunicaciones fueron uno de los problemas que en algún caso retrasaron la vuelta a la normalidad. Me consta que las empresas ya están analizando caminos para resolver estos problemas.

Claro que, como nos comportamos tan bien en el apagón, fue todo tan idílico, que, parece que hay quien piensa deberíamos tener uno cada dos o tres semanas.

Hay que estudiar lo que pasó, y, en mi opinión, no hay razón alguna para que se le oculte a la sociedad española lo que ha sucedido. No hay que esperar 6 meses o 2 años. Me han dicho que la ministra de Transición Ecológica ha dicho que ni siquiera los técnicos de Red Eléctrica están en la Comisión. Me cuesta creerlo. Este es el incidente que debiera ser analizado más abiertamente.

Suscríbete para seguir leyendo