Flexibilidad y códigos de red

¿Qué es una central eléctrica virtual?

Cómo una central virtual agrupa baterías, generadores y cargas flexibles de varios sitios: medidas de los servicios de red y un ejemplo de disponibilidad.

Una central eléctrica virtual (VPP) agrupa recursos energéticos distribuidos en distintos sitios para que un agregador los controle como una sola unidad. El agregador ofrece esa unidad a un operador del sistema o a un mercado, donde se comporta como una central eléctrica. Los recursos incluyen baterías, generadores de reserva, cargas flexibles como refrigeración y climatización, bombas de calor y cargadores de vehículos eléctricos.

Cada servicio fija un tamaño mínimo para la unidad. Dynamic Containment en Gran Bretaña exige al menos 1 MW por unidad de respuesta y solo permite agrupar activos del mismo GSP Group. Diez sitios con una batería de 100 kW cada uno forman una unidad de 1 MW. El operador del sistema o el mercado paga al agregador, que remunera a los propietarios de los sitios según sus contratos.

En Estados Unidos, el informe Liftoff de 2023 del Departamento de Energía estimó entre 30 y 60 GW de capacidad VPP, en su mayoría dentro de programas de respuesta a la demanda. En la UE, el artículo 2(18) de la Directiva (UE) 2019/944 define la agregación. El artículo 13 permite que un cliente contrate con un agregador independientemente de su suministrador, y el 17 exige a los Estados miembros permitir la respuesta a la demanda mediante agregación.

Cómo funciona una VPP

Una VPP tiene cuatro capas, cada una de las cuales transmite datos concretos a la siguiente.

Las cuatro capas de una central eléctrica virtual De abajo arriba: el activo modifica su potencia; el sistema del sitio lo mide y aplica los límites locales; la plataforma del agregador oferta y despacha la cartera; el operador del sistema compra el servicio y evalúa la entrega. Las medidas suben y las instrucciones bajan. La respuesta de frecuencia se representa aparte: cada sitio mide por sí mismo la frecuencia de red y responde sin recorrer la cadena. Operador del sistema o mercado compra, ordena y evalúa la entrega Plataforma agregadora prevé, oferta, despacha y suma sitios Sistema del sitio mide activo y conexión; aplica límites Activo batería, relé o generador cambia potencia pruebas kW medidos estado respuesta de frecuencia el sitio mide frecuencia de red y responde por sí mismo Las medidas suben, las órdenes bajan En 1 s: sin ida y vuelta
Las cuatro capas de una VPP. Las medidas suben y las instrucciones bajan; la respuesta de frecuencia ocurre en el sitio, sin ese recorrido de ida y vuelta.

El activo modifica su potencia: el inversor de una batería sigue una consigna, un relé desconecta una carga o un generador arranca y se sincroniza. Informa de su propio estado, por ejemplo del estado de carga, de funcionamiento o de la temperatura del proceso.

El sistema del sitio mide el activo y la conexión del sitio y aplica los límites locales. Informa al agregador de la potencia medida, la flexibilidad disponible y el estado del activo. Recibe instrucciones de despacho, solicitudes de disponibilidad y órdenes para armar o desarmar.

La plataforma del agregador prevé cuánto puede entregar la cartera, presenta ofertas, despacha los sitios y suma sus medidas en una sola señal para el operador.

El operador del sistema o el mercado compra el servicio, emite instrucciones y evalúa la entrega a partir de los datos medidos.

La respuesta de frecuencia no recorre esa cadena en el momento del evento. Cada sitio mide por sí mismo la frecuencia de red y responde dentro del plazo del servicio. Un servicio que exige la entrega completa en 1 s no puede esperar un viaje de ida y vuelta por una plataforma en la nube. El enlace del agregador transporta las órdenes para armar, los parámetros de respuesta, las declaraciones de disponibilidad y las pruebas después del evento.

VPP, DERMS y microrred

En la práctica, los límites entre estos tres conceptos pueden solaparse. La tabla muestra el caso habitual.

VPPDERMSMicrorred
Operador habitualAgregador o suministradorOperador de red, o empresa eléctrica que gestiona su propio programaPropietario de un sitio o campus, empresa eléctrica o tercero
FinalidadVender flexibilidad en mercados y serviciosMantener la red dentro de sus límites térmicos y de tensiónAlimentar de forma fiable un sistema local y, si está diseñada para ello, funcionar aislada de la red
RecursosMuchos sitios, en cualquier punto de la redRecursos en la red del operadorDentro de un mismo límite eléctrico
Punto principal de medidaLa conexión de cada sitio, sumada en una unidadAlimentadores, subestaciones y puntos de conexiónPunto de acoplamiento común

Una microrred puede participar en una VPP como uno de sus recursos. Una VPP distribuida entre muchos sitios no es una microrred. La guía de microrredes las trata en detalle.

Qué vende una VPP

ServicioQué hacen los sitiosEjemplo de tiempos
Respuesta de frecuenciaCambian automáticamente la potencia al variar la frecuencia localGran Bretaña, Dynamic Containment y Moderation: entrega completa en 1 s; Dynamic Regulation: en 10 s. Irlanda, DS3 FFR: en 2 s desde el disparo, mantenida hasta T+10 s
Reserva operativaMantienen un cambio de potencia después de un evento de frecuencia o siguiendo una instrucciónIrlanda, DS3: POR de T+5 a 15 s, SOR de T+15 a 90 s, TOR1 de T+90 s a 5 min y TOR2 de T+5 a 20 min
Flexibilidad de demandaReducen o desplazan demanda en una ventana contratadaGran Bretaña, Demand Flexibility Service: periodos de liquidación de media hora, unidades desde 0,1 MW
Servicios de punta y capacidadReducen la demanda durante el máximo del sistema o de la redVentanas programadas
Compraventa de energíaTrasladan consumo a periodos más baratosDesde el mercado del día siguiente hasta el intradiario

El Demand Flexibility Service funciona durante todo el año como herramienta «in-merit» desde el 27 de noviembre de 2024. En Irlanda, EirGrid y SONI prevén trasladar los servicios de reserva DS3 a una subasta del día siguiente dentro de sus Future Arrangements for System Services. Compruebe las condiciones vigentes de cada servicio antes de basar un diseño en cualquier cifra de esta tabla.

La guía de respuesta dinámica y la guía de FCAS tratan los servicios de frecuencia de Gran Bretaña, Irlanda y Australia. La guía de vehículos eléctricos como activos de red y la guía de OCPP explican la participación de los cargadores. El margen controlable de un cargador depende de cuántos vehículos estén conectados y de su estado de carga.

Qué necesita un sitio para participar

Medición

La cadencia de datos depende del servicio y las diferencias son grandes:

ServicioDatos que utiliza el operador
Gran Bretaña, Dynamic Containment y ModerationDatos de rendimiento a 20 Hz por unidad de respuesta
Gran Bretaña, Dynamic RegulationDatos de rendimiento a 20 Hz o 2 Hz
Irlanda, DS3 FFRRegistrador del dispositivo con una resolución mínima de 20 ms
Irlanda, DS3 POR, SOR y TOR1 de sitios agregadosDemanda agregada a 1 Hz o más, con marca temporal y sincronizada con una hora común; datos de cada sitio disponibles dentro de un día laborable desde el evento
Gran Bretaña, Demand Flexibility ServiceDatos de contador de media hora por unidad y todas las entradas de la línea de base

Sincronice también los relojes. A 20 Hz, un error de 50 ms desplaza todo el registro una muestra y la evaluación compara muestras equivocadas.

Decida el límite de medida antes de la puesta en servicio. Si el servicio mide en la conexión del sitio, el resultado incluye todas las demás cargas del sitio. Desconectar una carga de 300 kW durante el arranque de un compresor de 200 kW aparece como una reducción de 100 kW. Mida tanto el activo como la conexión para poder explicar la diferencia. La guía de líneas de base explica cómo se calcula la entrega frente a una línea de base.

Control con autoridad clara

Una solicitud del agregador debe llegar al activo, que a su vez debe respetar sus propios límites: estado de carga de la batería, plazos de producción, bandas de confort y tiempos mínimos de funcionamiento. Designe un solo sistema como responsable de cada consigna. Documente qué hace el activo si se interrumpe el enlace con el agregador y después de cuántos segundos.

El protocolo DS3 establece algunas obligaciones explícitas para los agregadores. Deben poder activar y desactivar los servicios a distancia en cada sitio. También deben escalonar la reconexión de cargas después de un evento para que la corriente de arranque no eleve la demanda por encima del nivel previo. La guía de control local ofrece una estructura para los casos de fallo.

Flexibilidad disponible

Una batería de 500 kW no siempre es un recurso de 500 kW. Su potencia disponible depende del estado de carga, la temperatura y otros compromisos. Un proceso frigorífico puede desconectarse 20 minutos, pero no dos horas. Declare la potencia que el activo puede mantener durante toda la ventana del servicio y actualícela cuando cambie.

Prueba de la entrega

Registre por separado cuatro etapas: la solicitud, su aceptación, la respuesta del activo y el cambio de potencia medido. Suponga que el agregador envía una consigna de descarga de 400 kW. El controlador de la batería la confirma y comunica 400 kW. El contador muestra 250 kW, porque la batería llegó a su límite inferior de estado de carga tras seis minutos. Los tres primeros registros indicarían que el evento tuvo éxito. Solo el cuarto muestra el déficit y cuándo comenzó. La guía de verificación de órdenes BESS explica este caso.

Ejemplo: declarar una unidad de tres sitios

Un agregador debe declarar disponibilidad para una ventana de 60 minutos de reducción de demanda. Tiene tres sitios con 1,7 MW de flexibilidad nominal.

SitioPotencia nominalLímite en esta ventanaDeclaración
Batería de 500 kW / 1.000 kWh, estado de carga del 70 %, límite inferior del 10 %500 kW600 kWh utilizables permiten mantener 500 kW durante 72 minutos500 kW
Compresores de cámara frigorífica400 kWLa temperatura del producto limita la desconexión a 20 minutos0 kW
Generador de reserva de 800 kW, sin permiso de exportación800 kWLa importación del sitio es de 600 kW, por lo que solo puede bajar 600 kW600 kW
Unidad1.700 kW1.100 kW

Si la ventana durara 90 minutos, la batería solo podría mantener 600 kWh ÷ 1,5 h = 400 kW y la unidad bajaría a 1.000 kW. La cámara frigorífica sigue siendo útil: una desconexión de 20 minutos cabe en una ventana de reserva como DS3 TOR2, evaluada de T+5 a T+20 minutos. El límite del generador varía con la carga del sitio. Si la importación baja a 450 kW durante la ventana, debe reducirse en consonancia la cifra declarada para el generador.

Dónde falla la entrega

Cada uno de estos fallos se ve en los datos si el sitio lo registra.

FalloQué ocurreQué lo revela
Se agota la energíaUna batería o almacén térmico alcanza su límite antes del final de la ventanaRegistro de estado de carga o temperatura del activo, antes de que lo muestre el contador
ReboteLas cargas se reinician juntas después del evento y elevan la demanda por encima de la línea de base. DS3 FFR falla si la energía perdida entre T+10 y T+20 s supera la energía entregada hasta T+10 sImportación del sitio a la cadencia del servicio durante al menos 20 s después del evento
Hueco de datos o disponibilidadEn los servicios dinámicos de Gran Bretaña, cualquier indisponibilidad en un periodo de liquidación de media hora pone a cero el factor de disponibilidad de ese periodo, aunque el activo respondieraIntegridad del registro de telemetría y disponibilidad por periodo de liquidación
Declaración tardíaUna unidad DS3 no puede declarar una reducción de disponibilidad en tiempo real durante un evento de frecuencia: se evalúa la declaración anterior al eventoDisponibilidad declarada frente a capacidad medida antes de cada evento
Fuera de toleranciaUna muestra de DS3 FFR cumple si cae dentro del mayor valor entre el 10 % de la respuesta esperada y 1 MW, limitado al 50 % de la respuesta esperada para unidades pequeñasComparación muestra por muestra de la respuesta esperada y la conseguida

La tolerancia absorbe el error de medición. Dimensione la declaración para que la respuesta esperada cumpla en cada muestra sin utilizar ese margen.

Empiece con un sitio

  1. Enumere cada activo flexible con su interfaz (contacto de relé o mapa de registros Modbus), su margen de potencia en cada sentido y cuánto tiempo puede mantener un cambio.
  2. Mida la conexión del sitio y cada activo con la resolución que exige el servicio. Reúna varias semanas de datos antes del primer evento para disponer de historia para la línea de base.
  3. Acuerde con el propietario del activo y el agregador qué sistema controla cada consigna y qué hace el activo si se pierde el enlace.
  4. Ejecute eventos de prueba a la cadencia de datos del servicio. Compare la respuesta medida con la solicitud en cada muestra y con la tolerancia del servicio.
  5. Compruebe también el rebote y la integridad de los datos de cada evento. Incorpore más sitios cuando el primero supere la prueba del propio servicio, no antes.

Flexibilidad con EpiSensor

El controlador de respuesta a la demanda ZDR mide una alimentación trifásica con clase 0,5S, muestrea la frecuencia al menos cada 100 ms con resolución de 0,01 Hz y responde a una frecuencia baja dentro de 100 ms. Las variantes con relé desconectan una carga o arrancan un generador. La variante para control de baterías sigue la frecuencia y envía una consigna variable a una batería o SAI mediante Modbus. Dos variantes registran cada evento a 20 ms con hora GPS, la resolución que utiliza la evaluación DS3 FFR. Confirme el registrador frente a la norma de dispositivos del operador del sistema para su servicio. En un proyecto de 2018 en el aeropuerto de Dublín, la medida y el control de frecuencia de EpiSensor incorporaron la generación de reserva del aeropuerto a DS3 (3 MW) y a I-SEM (8 MW). Son cifras de programas distintos, no una capacidad combinada de respuesta rápida.

Un analizador eléctrico ZEM mide por separado los demás circuitos para distinguir la respuesta del activo de otras cargas. Un Gateway con Edge mantiene los datos y la automatización en el sitio y exporta medidas a la plataforma del agregador por MQTT o HTTPS. Acuerde por separado con el agregador cómo llegan al sitio las instrucciones de despacho. La solución de respuesta a la demanda muestra un sistema completo.

Preguntas frecuentes

¿Qué tamaño necesita un sitio para entrar en una central eléctrica virtual?

El sitio puede ser pequeño. El mínimo se aplica a la unidad agregada que ofrece el agregador. Dynamic Containment, Moderation y Regulation en Gran Bretaña exigen al menos 1 MW por unidad de respuesta, y el Demand Flexibility Service acepta unidades desde 0,1 MW desde el 9 de abril de 2026. Diez sitios con una batería de 100 kW cada uno forman una unidad de 1 MW.

¿Cómo obtiene ingresos una central eléctrica virtual?

El operador del sistema o el mercado paga al agregador, que comparte los ingresos con los propietarios de los sitios según un contrato. Algunos servicios pagan solo por disponibilidad: los servicios dinámicos de frecuencia de Gran Bretaña pagan por MW y hora de disponibilidad contratada. Otros pagan por la entrega medida frente a una línea de base, como hace el Demand Flexibility Service.

¿En qué se diferencian una VPP y una microrred?

Una microrred reúne cargas y recursos dentro de un mismo límite eléctrico, puede operar como una unidad y a menudo puede desconectarse de la red. Una VPP coordina recursos de varios sitios que permanecen conectados a la red y no tienen que compartir un límite eléctrico. Una microrred puede ser un recurso dentro de una VPP.

¿Qué es DERMS?

Un sistema de gestión de recursos energéticos distribuidos es software que supervisa y despacha recursos distribuidos en una red. Los operadores de red lo usan para mantener alimentadores y subestaciones dentro de sus límites, y algunas empresas eléctricas gestionan programas VPP mediante uno. La diferencia respecto a una VPP suele ser quién lo opera y con qué finalidad, más que el software.