¿Cómo optimiza la inteligencia artificial la eficiencia de la red eléctrica?

La irrupción de la IA ha propiciado un sinfín de cambios y adaptaciones en múltiples sectores, entre ellos el eléctrico. Las redes eléctricas de cualquier país pueden implementar esta tecnología de múltiples maneras para:

• Mejorar su eficiencia a través del mantenimiento.
• Predecir el consumo.
• Lograr una optimización y gestión en tiempo real.

¿Qué es la red eléctrica?

La red eléctrica es dónde se genera la electricidad, se distribuye y transporta hasta que llega a su punto de consumo. El mercado eléctrico, por el contrario, es el conjunto de mecanismos donde las empresas generadoras y las comercializadoras negocian el precio de la electricidad. Si bien la IA puede emplearse en estos ámbitos, las aplicaciones en la red eléctrica son más comunes y presentan una mayor variedad de opciones.

Según explica Diego Rodríguez, catedrático de Economía Aplicada en la Universidad Complutense de Madrid e investigador de la Fundación de Estudios de Economía Aplicada (Fedea), las aplicaciones de la IA en la red eléctrica se centran más en la gestión física de la red y no tanto en su instalación.

Y pone como ejemplo el caso de España: “Red Eléctrica tiene que realizar dos actividades. Una es poner la red. En estos momentos, la IA no le va a ayudar mucho porque esa red es planificada y lo que hace es utilizar unas herramientas que son más de ingeniería y económicas, de evaluación sobre dónde debe ponerse”, considera Rodríguez. A pesar de la situación actual, “donde sí le ayuda mucho es en el mantenimiento de la red. Porque una vez que ya la tienes, la red la tienes que operar y mantener”, indica.

La inteligencia artificial aplicada al mantenimiento de la red eléctrica

La red eléctrica funciona a modo de sistema de distribución y transporte de energía. Si se produce un fallo en un punto de la distribución puede conllevar consecuencias graves para la estabilidad económica, social, política y estratégica de un país. Por esta razón, el mantenimiento de las redes, de sus instalaciones, debe ser riguroso y controlado.

Y, en este contexto, una de las aplicaciones de la IA a la red eléctrica es la del mantenimiento predictivo, asegura Álvaro Romero, director técnico en el Instituto de Ingeniería del Conocimiento (IIC). En este caso, estaría ligada a aquellos operadores, distribuidores o generadores que cuentan con infraestructuras que mantener.

Romero cuenta que, desde el IIC, desarrollaron un sistema llamado Vegeta para Red Eléctrica de España que estima el crecimiento de la vegetación alrededor de las instalaciones y, después, hace una estimación para optimizar la tala y la poda. “Las empresas eléctricas invierten muchos recursos en el mantenimiento de la vegetación debajo de las líneas para que en ningún caso se acerque la vegetación a los cables y para permitir el acceso a otros mantenimientos”, manifiesta. Con el uso de IA se consiguieron aplicar algoritmos de optimización que mostraban cuándo debe ir un equipo de poda y mantenimiento a la instalación de la red.

Diego Rodríguez, por su parte, coincide en que hay muchos elementos de la red eléctrica que requieren –y se benefician– de un mantenimiento predictivo, como el cableado o los condensadores. “Lo que trata de hacer siempre la red eléctrica es hacer un mantenimiento predictivo, es decir, adelantarse al fallo”, asegura.

Predecir la generación de electricidad a través de inteligencia artificial

La IA puede facilitar el mantenimiento de la red eléctrica gracias a las predicciones en tiempo real, pero también esa misma tecnología predictiva es capaz de aplicarse a la generación de electricidad, en opinión de Álvaro Romero.

Los modelos de generación de electricidad cada vez miran más hacia las energías renovables, y hacia la eólica y la fotovoltaica, principalmente. Romero subraya que en estas energías “no se puede saber de forma clara cuál va a ser la generación disponible” debido a que dependen de la meteorología.

A pesar de todo, las empresas energéticas compiten en un mismo mercado en el que se necesita estimar de la forma más ajustada posible cuánta energía van a producir. “Hay toda una rama de aplicación de la IA en este sentido. Tanto para la parte de predicción de la generación, como para la parte de la predicción de la meteorología, donde ahora se está haciendo mucho hincapié”, señala el director técnico en el IIC.

Para un operador de la red eléctrica, anticipar cuánta energía estará disponible en cada momento también es una forma de proteger la infraestructura. Diego Rodríguez explica que, para ello, se utilizan numerosas herramientas para evitar que la red colapse, entre ellas la IA, siempre que esta “le aporte capacidad de predicción” sobre cualquier factor que pueda ponerla en riesgo.

Optimización y gestión de la red eléctrica con inteligencia artificial

La IA puede ayudar a las redes inteligentes –conocidas en inglés como ‘smart grids’– a que éstas sean más eficientes y optimizadas. Pero, también, ayuda a que participen en la gestión de la red eléctrica.

Las redes eléctricas inteligentes son bidireccionales, como explica la Comisión Europea. A diferencia de la red eléctrica convencional, estas transmiten la electricidad en ambos sentidos. Esto permite que los hogares o negocios puedan ser prosumidores: consumidores pero también pequeños productores de electricidad. Por ejemplo: un edificio de viviendas con placas solares en el tejado.

La manera de gestionar este flujo bidireccional es a través de un sistema informático que responde ante las fluctuaciones en la producción y la demanda del momento. Si en este sistema se introduce la inteligencia artificial, la monitorización de la red eléctrica y de los precios del consumo puede ser mucho más exacta. Además, esta integración hace a las redes eléctricas inteligentes mucho más sostenibles, eficientes y útiles, apuntan desde la Comisión Europea.

Otra de las nuevas posibilidades que la IA ofrece a la red eléctrica es la agregación de la demanda de los hogares, como señalan los autores del estudio elaborado por Fedea ‘La aplicación de datos masivos en economía de la energía: una revisión’.

Una característica clave del sector eléctrico es el equilibrio que existe entre la oferta y la demanda, lo que generalmente lleva a regular la primera para que se equilibre con la segunda. De esta manera no se produce un malgasto de energía. Como indican Diego Rodríguez y Miguel Ángel Rodríguez en su estudio, también puede hacerse al revés, y no solo con grandes empresas, sino también con hogares.

Y en este territorio la IA tiene mucho que aportar. Cuando la oferta de energía no cubre la demanda, el operador puede contactar con un conjunto de empresas consumidoras de gran tamaño que, a cambio de una remuneración, están dispuestas a reducir de forma importante su consumo ante una señal en un plazo de tiempo reducido.

En este sentido, el estudio también propone que “los pequeños consumidores ofrezcan un servicio de este tipo” y que lo hagan “a través de la figura de un agregador” introducida en la Unión Europea por la Directiva 2019/944. Como explican los autores, esto funcionaría de la siguiente manera: “el agregador, que podrá ser independiente del comercializador, combinará los consumos de pequeños consumidores o instalaciones de almacenamiento”.

Para alcanzar la eficiencia, se requiere de una elevada capacidad de predicción de los patrones de consumo de los hogares y una exhaustiva monitorización. Y, en este terreno, la IA ya empieza a utilizarse para optimizar la red. Expertos como Álvaro Romero, director técnico en el IIC, también creen que el uso de contadores inteligentes en las viviendas permitirán obtener predicciones más certeras.