Integrar generación eléctrica renovable masiva no es solo generar más y limpio, sino gestionar mejor.
El apagón que afectó a España y Portugal el 28 de abril de 2025 revela que dicho evento fue el resultado de una secuencia de fallas encadenadas, cuyas consecuencias expusieron con crudeza ciertas vulnerabilidades estructurales del sistema eléctrico en un contexto de alta penetración de fuentes renovables.
Una desconexión masiva de generación renovable, potenciado por el hecho que, en el momento del incidente la energía solar representaba cerca del 60 % de la generación total. Esta proporción tan elevada, si bien coherente con los objetivos de transición energética, implicaba una baja inercia del sistema, lo cual limitó de forma crítica su capacidad de respuesta frente a las perturbaciones.
El sistema eléctrico chino estuvo a punto de sufrir una interrupción grave en el año (2024). No por falta de energía, sino por exceso de variabilidad. En el noroeste del país, una fuerte penetración de energía eólica provocó oscilaciones de frecuencia difíciles de contener, poniendo en tensión a toda la red nacional. Para evitar que ese escenario se repita, ingenieros chinos han desarrollado un transformador inteligente de corriente continua de 750 MVA, el mayor de su tipo en funcionamiento. Una pieza clave para redes eléctricas con alta proporción de solar y eólica, donde la estabilidad ya no puede darse por sentada. El equipo ha batido el récord mundial de capacidad individual en transformadores convertidores para transmisión flexible en corriente continua.
Sugiero repasar artículos: “Transmisión HVDC: corriente continua de alta tensión” Revista Ingeniería Eléctrica 378 – Agosto 2022 y “Corriente continua en líneas de alta y extra alta tensión” Revista Ingeniería Eléctrica 360 – Diciembre 2020
Algunos conceptos básicos en sistemas interconectados
Las redes eléctricas funcionan en equilibrio constante. Si la generación supera al consumo, la frecuencia sube. Si falta energía, baja. Con centrales térmicas clásicas, el ajuste era lento pero predecible. Con renovables, no. El viento cae, el sol se oculta, y la potencia cambia en segundos.
La pérdida de sincronismo, es una condición técnica crítica en los sistemas eléctricos interconectados. En estos entornos, todos los generadores deben operar en armonía, coincidiendo en frecuencia, tensión y ángulo de fase. Cuando uno de ellos pierde esa correspondencia, deja de girar al unísono con el sistema, lo que genera una serie de efectos electromecánicos y eléctricos de alto riesgo. Entre las primeras manifestaciones se encuentran las potencias parásitas, es decir, corrientes activas y reactivas que circulan sin utilidad efectiva, produciendo sobrecalentamientos en generadores, transformadores o líneas, y reduciendo la eficiencia general del sistema.
Además, la interacción desfasada entre el campo magnético del estator y el rotor introduce una torsión mecánica irregular, capaz de provocar vibraciones severas, daños estructurales y pérdida de control de la máquina. Frente a estos riesgos, los sistemas de protección están diseñados para detectar la pérdida de sincronismo mediante relés específicos que, al activarse, desconectan automáticamente el generador de la red y, en algunos casos, bloquean su reconexión hasta restablecer las condiciones nominales.
Sin embargo, las consecuencias no se agotan en el equipo afectado. En redes de gran escala, una pérdida de sincronismo puede provocar oscilaciones de frecuencia o tensión, distorsiones en la calidad de la energía —como el parpadeo lumínico o flicker— e incluso apagones o desconexiones en cascada que comprometen la integridad del sistema completo. Por ello, se trata de una falla grave, que exige respuestas automáticas e inmediatas.
Para una mayor comprensión: En los sistemas eléctricos con frecuencia nominal de 50 Hz, el rango seguro de operación se sitúa entre 49,8 y 50,2 Hz, mientras que la zona de alerta se extiende entre 49,5 y 49,8 Hz por debajo, y 50,2 a 50,5 Hz por encima.
Cuando la frecuencia cae por debajo de 49 Hz o supera los 51 Hz, se ingresa en un umbral de emergencia, donde se activan mecanismos automáticos de protección. Si la frecuencia continúa descendiendo y alcanza valores entre 48,5 y 48 Hz, el sistema puede entrar en riesgo de colapso total, aunque el punto exacto de quiebre depende de la arquitectura y la resiliencia específica de cada red.
En este contexto, la integración de generación renovable introduce desafíos particulares. A diferencia de los generadores térmicos o hidráulicos, los sistemas fotovoltaicos y eólicos modernos no operan como máquinas sincrónicas en sentido físico. Se conectan a la red mediante inversores electrónicos o convertidores de potencia, que emulan el comportamiento sincrónico por medio de algoritmos de seguimiento, en lo que se conoce como control grid-following.
Esta arquitectura implica la ausencia de masa rotante, y con ella, la imposibilidad de aportar inercia al sistema o de mantener la fase en forma convencional. Aunque no puedan “salir de fase” como los generadores clásicos, sí pueden experimentar fenómenos análogos: su desacoplamiento o desconexión ante condiciones anómalas puede equivaler funcionalmente a una desincronización.
Estos riesgos se presentan, por ejemplo, ante perturbaciones como caídas de tensión, oscilaciones de frecuencia o cortocircuitos. En tales casos, los inversores suelen activar sus mecanismos de protección y se desconectan automáticamente para evitar daños. Esta conducta, si se repite de manera simultánea en múltiples unidades, puede agravar la inestabilidad general, sobre todo si los equipos carecen de capacidad de fault ride-through, es decir, de resistencia frente a fallas transitorias.
Otro desafío estructural proviene de la incapacidad de los inversores para contribuir a la estabilidad de frecuencia en momentos de desequilibrio entre carga y generación. Al no poseer inercia rotacional, no amortiguan las variaciones, lo que puede acelerar la pérdida de sincronismo, especialmente en redes donde las renovables desplazan a las fuentes tradicionales.
En que consiste este transformador inteligente
Changzhou Xidian Transformer, parte de China XD Group, desarrolló un transformador de CC flexible de gran capacidad. Esta máquina inteligente convierte la corriente alterna (CA) de las centrales eléctricas y las redes locales en corriente continua (CC), que fluye de forma constante en una sola dirección.
El transformador inteligente más grande del mundo puede entregar 36 mil millones de kWh de energía al año. Diseñado para manejar redes con energía eólica y solar pesada, este transformador podría redefinir cómo los sistemas eléctricos en todo el mundo gestionan la energía renovable.
Esta máquina inteligente convierte la corriente alterna de las centrales eléctricas y las redes locales en corriente continua, que fluye constantemente en una dirección. Esto hace que la transmisión de larga distancia sea más eficiente y permite a los operadores ajustar los flujos de energía rápidamente, ayudando a administrar variaciones de frecuencia como las que se padecieron.
Los transformadores convencionales solo manejan la potencia de CA y requieren un ajuste manual o interruptores electromecánicos voluminosos para redirigir la energía. Este transformador compacto que puede manejar DC y AC y se puede controlar electrónicamente para que responda casi instantáneamente a las fluctuaciones de la oferta y la demanda.
Por lo tanto; el diseño del transformador incluye la capacidad de manejar cambios rápidos en la entrada de fuentes eólicas y solares, sensores de fibra óptica para monitorear las temperaturas internas en tiempo real y la gestión del campo magnético para reducir la pérdida de energía.
El equipo de desarrollo llevó a cabo extensas pruebas de su máquina en condiciones extremas, incluyendo rayos y conmutación rápida de AC/DC. Los resultados de las pruebas confirmaron que el sistema se mantuvo estable más allá de sus límites de diseño previstos. A medida que los países de todo el mundo aumentan la dependencia de la energía renovable, los sistemas HVDC tienen una gran importancia porque pierden menos energía a largas distancias y permiten un control más fino de los flujos de electricidad.
El transformador inteligente se instalará como parte del proyecto de transmisión de energía de China de oeste a este, que traslada la electricidad de las provincias occidentales ricas en energía a las regiones orientales.
Cubriendo 2.370 kilómetros de Gansu a Zhejiang, se espera que entregue más de 36 mil millones de kilovatios-hora por año. Se describe como el primer sistema de transmisión de CC flexible de ultra alto voltaje que combina larga distancia, alta capacidad y control en tiempo real.
Ricardo Berizzo
Ingeniero Electricista 2026.-
