Historia de los métodos de cálculo de redes eléctricas

 

El conjunto de leyes eléctricas que rigen el funcionamiento de las redes eléctricas se estableció antes de que se generalizara la necesidad de realizar cálculos.

El desarrollo a lo largo del tiempo de herramientas para el cálculo predictivo del comportamiento de las redes eléctricas puede resumirse en cuatro etapas, con solapamiento de períodos coincidentes.

● Cálculo "manual", de 1925 a 1960

Este fue el periodo en el que el descubrimiento de redes eléctricas basado en fenómenos observados y medidos en las instalaciones. Se utilizó el método analítico basado en una comprensión física a priori: el problema se plantea en una ecuación basada en las leyes de la electricidad, la resolución numérica se realiza manualmente (regla de cálculo, tablas numéricas), y las hipótesis se confirman por la correspondencia correcta entre medición y cálculo. La extrapolación predictiva se practica utilizando ábacos que deducían los parámetros determinantes.

Al mismo tiempo, se desarrollan las mejores prácticas basadas en la experiencia.

● Simuladores de modelos, de 1950 a 1990

A medida que las redes crecían en tamaño y complejidad las redes se convirtieron en verdaderos sistemas eléctricos con múltiples interacciones. Además, el concepto fue surgiendo gradualmente. La necesidad de predicción era cada vez más importante y más global, ya que implicaba prever numerosas situaciones operativas normales o perturbadas con certeza y precisión.

El simulador cumple estos requisitos. Es una herramienta de laboratorio costosa en términos de inversión y utilización, prerrogativa de los distribuidores eléctricos. El principio del simulador consiste en crear un modelo a escala reducida de la red, reproduciendo el comportamiento del sistema en tiempo real.

Según la aplicación, el simulador puede ser un analizador de transitorios (por ejemplo, propagación de ondas), una red artificial (por ejemplo, ensayo de protecciones), una micro red (por ejemplo, estabilidad dinámica)

Para aumentar su capacidad y rendimiento estos simuladores se han complementado con simuladores analógicos con dispositivos electrónicos para modelar determinados elementos (por ejemplo, reguladores), dando lugar a los simuladores híbridos.

● Simuladores digitales a partir de 1970

En un momento en que las redes empezaban a optimizarse y aparecían fallos importantes en las grandes redes de distribución, las necesidades aumentaron. Los simuladores digitales fueron la respuesta con la llegada de la informática.

ü  Inicialmente, los programas de cálculo se ejecutaban en grandes ordenadores centrales; estos programas los elaboraban generalmente las empresas para satisfacer sus propias necesidades.

ü  Después, hacia 1990, la simulación digital y la descentralización se generalizaron con los microordenadores PC. La comercialización de programas se desarrolló, y hoy los usuarios disponen de una amplia oferta para multitud de aplicaciones.

Nota: El principio del simulador digital es crear un programa detallando las leyes de la red y, a continuación, resolver las ecuaciones con un programa informático adecuado. Tiene la gran flexibilidad de tratar todo tipo de redes y muchos fenómenos, pero no en tiempo real.

● Talleres digitales, a partir de 1990.

Es la etapa de la generalización de la simulación por ordenador como herramienta de cálculo universal (red virtual) con posibilidad de obtener bases de datos globales y procesamiento en tiempo real para el desarrollo de productos, formación de operarios, optimización del control…