La inteligencia artificial previene cortes de energía

Redes eléctricas autorreparables

07.08.2024 14:16 Robert Klatt

La inteligencia artificial (IA) puede redirigir el flujo de electricidad en cuestión de milisegundos si se producen problemas en la red eléctrica. La «red eléctrica autorreparadora» pretende evitar cortes de suministro eléctrico, por ejemplo, debidos a cables dañados.

Richardson (Estados Unidos). Según un estudio de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), las redes eléctricas de muchos países no están preparadas para el rápido crecimiento de las energías renovables y la mayor demanda de electricidad de las bombas de calor y los coches eléctricos. La compleja red eléctrica norteamericana, formada por líneas de transmisión y distribución, centrales eléctricas y transformadores, también está llegando cada vez más a sus límites. Los investigadores de la Universidad de Texas en Dallas (UT Dallas), dirigidos por el Dr. Jie Zhang, han desarrollado una inteligencia artificial (IA) destinada a estabilizar las redes eléctricas.

«Nuestro objetivo es encontrar la forma óptima de enviar energía a la mayoría de los usuarios lo más rápido posible. Pero se necesita más investigación antes de poder implementar este sistema».

Según la publicación en la revista Nature Communications, el sistema es un primer paso hacia una red eléctrica autorreparadora. La IA puede detectar de forma autónoma problemas, como un corte de energía inminente debido a una línea eléctrica dañada, y luego redirigir el flujo de electricidad en milisegundos para evitar cortes de energía. Actualmente, estos procesos están controlados por humanos y determinar rutas alternativas lleva desde minutos hasta horas.

La IA analiza la red de distribución eléctrica

Como explica la Dra. Yulia Gel, la IA utiliza gráficos para comprender las relaciones complejas dentro de la red eléctrica. Se trata de una técnica de aprendizaje automático (ML) que se utiliza para describir cómo se organizan los componentes de una red en relación entre sí y cómo conducen la electricidad a través del sistema.

«En este proyecto interdisciplinario, aprovechando nuestra experiencia en sistemas de energía, matemáticas y aprendizaje automático, investigamos cómo podemos describir sistemáticamente las diversas dependencias en los sistemas de distribución utilizando abstracciones gráficas. Luego, investigamos cómo la topología de red subyacente, integrada en el marco de aprendizaje de refuerzo, se puede utilizar para una gestión más eficiente de las interrupciones en el sistema de distribución de energía».

Para evitar cortes de energía, la IA utiliza enfoques de aprendizaje por refuerzo (RL) para tomar la decisión óptima. El sistema puede, por ejemplo, desviar la electricidad de fuentes cercanas, como grandes paneles solares o baterías, si se produjeran cortes de energía debido a fallas en la línea. Para probar su tecnología, los investigadores simularon diferentes escenarios en una red de prueba. La IA siempre pudo identificar rutas alternativas para transmitir electricidad a los usuarios antes de que se produjera un corte de energía.

En estudios futuros, los investigadores quieren desarrollar una tecnología similar que no sólo pueda prevenir cortes de energía, sino que también ayude a reparar y restaurar automáticamente el corte de energía.

Comunicaciones de la naturaleza, doi: 10.1038/s41467-024-49207-y