Revisión de una Visión Disruptiva de las Redes de Energía Futuras: Un Nuevo Camino Basado en Redes Híbridas AC/DC y Transformadores de Estado Sólido

Las redes eléctricas están evolucionando con el objetivo de garantizar la sostenibilidad y niveles más altos de calidad de energía para el acceso universal a la electricidad. Más específicamente, en las últimas dos décadas, las redes de energía han sido objeto de cambios significativos, incluyendo la migración de paradigmas centralizados a descentralizados como un corolario de la integración intensiva de nuevas tecnologías eléctricas y la disponibilidad de equipos derivados. Este artículo aborda una revisión de una visión disruptiva de las futuras redes de energía, centrándose principalmente en el uso de tecnologías de redes híbridas AC/DC y transformadores de estado sólido. En particular, las redes híbridas AC/DC se analizan en detalle en el contexto de redes de DC unipolares y bipolares (es decir, redes de DC de dos o tres hilos), así como las diferentes estructuras en relación con configuraciones AC acopladas y desacopladas con aislamiento de baja frecuencia o alta frecuencia. También se analiza la contextualización de las posibles configuraciones de transformadores de estado sólido y las diferentes configuraciones de transformadores híbridos (en la perspectiva de ofrecer beneficios para aumentar la calidad de energía en términos de corrientes o voltajes) dentro de la perspectiva de los transformadores inteligentes. Además, el artículo también presenta sistemas multipuerto unificados utilizados para interfazar varias tecnologías con redes híbridas AC/DC, que también se prevé que desempeñen un papel importante en las futuras redes de energía (por ejemplo, la interfaz unificada de fuentes de energía renovables y sistemas de almacenamiento de energía), incluyendo un análisis sobre sistemas multipuerto unificados para redes AC o DC. A lo largo del artículo, estos temas se presentan y discuten en el contexto de las futuras redes eléctricas. Se realiza una descripción exhaustiva de estas tecnologías, cubriendo las estructuras y características más relevantes y recientes que pueden desarrollarse, así como los desafíos para las futuras redes de energía. Se presentan varios escenarios, abarcando las tecnologías mencionadas, y desvelando una evolución progresiva que culmina en el ámbito cooperativo de tales tecnologías para una visión disruptiva de las futuras redes de energía.