La energía eléctrica constituye una de las materias primas básicas para la mayoría de los procesos industriales, comerciales, financieros y domésticos. Resulta fundamental que exista una elevada confianza por parte del usuario en que la empresa proveedora va a suministrar la energía en el momento preciso y de acuerdo a las especificaciones contratadas. Por tanto, la energía eléctrica, entendida como un bien, debe satisfacer unos requisitos de calidad adecuados. Esto significa que, para el funcionamiento correcto de equipos y procesos, es preciso suministrar energía mediante una tensión cuyas características se sitúen dentro de un determinado rango alrededor de sus valores nominales.

Las perturbaciones electromagnéticas comprometen la calidad del suministro eléctrico. Se pueden clasificar según sea su contenido frecuencial, como perturbaciones de alta o de baja frecuencia; según sea su soporte de transmisión, como radiadas o conducidas; o según sea su naturaleza temporal, como permanentes o transitorias. Entre las perturbaciones conducidas de baja frecuencia, las principales son los armónicos e interarmónicos, los huecos de tensión e interrupciones breves, el desequilibrio de la tensión, las variaciones de la frecuencia fundamental y las fluctuaciones de tensión o flicker.

La necesidad de apostar por fuentes energéticas que favorezcan un desarrollo medioambientalmente sostenible, hace que la calidad del suministro eléctrico se vea afectada por la proliferación de las energías renovables. En concreto, la integración de la energía eólica en la red se manifiesta en forma de perturbaciones como las fluctuaciones de tensión, el contenido armónico e interarmónico y las variaciones de la potencia generada.

Los niveles de calidad en el suministro eléctrico deseados por parte de los usuarios no tienen por qué coincidir con los considerados como aceptables por parte de la empresa suministradora. La estandarización de la calidad de suministro resulta, por tanto, imprescindible. Los estándares especifican el diseño de procedimientos y sistemas idóneos para la medida de las perturbaciones, y establecen los límites asumibles de acuerdo a los conceptos de emisión, inmunidad y compatibilidad electromagnética. Existen dos conjuntos de estándares fundamentales para regular la calidad en el suministro eléctrico: el estándar europeo EN50160 (Voltage Characteristics in Public Distribution Systems) y, en un ámbito más internacional, la serie de normas IEC 61000 (Electromagnetic Compatibility). En el caso de la generación eólica, el estándar IEC 61400-21 (Measurement and assessment of power quality characteristics of grid connected wind turbines) establece los requisitos, en cuanto a calidad de suministro, que debe cumplir un aerogenerador para poder ser conectado a la red.

Esta línea de investigación arranca en el grupo GSC hace más de 30 años. Durante este tiempo, los trabajos en esta línea se han orientado hacia distintos enfoques de la calidad en el suministro eléctrico:

• Medida y evaluación de perturbaciones conducidas de baja frecuencia en el suministro de energía eléctrica, principalmente en lo referido a contenido armónico y flicker.
• Medida y evaluación de la calidad de suministro de generadores eólicos.
• Análisis de la sensibilidad de las nuevas tecnologías de iluminación ante las fluctuaciones de tensión.
• Análisis automático de la forma de onda registrada por relés de protección.
• Localización de averías y caracterización de faltas en redes de media tensión.

Estos ámbitos de trabajo han conducido al desarrollo de un extenso trabajo de investigación, concretado en 6 tesis doctorales.

Esta línea de investigación se fundamenta en una relación sólida con empresas del sector eléctrico. Desde los inicios del grupo de investigación se ha colaborado estrechamente con Iberdrola, empresa distribuidora y suministradora de referencia a nivel mundial y cuya sede central está en Bilbao. Dentro de esta relación prolongada de confianza mutua, Iberdrola ha sido tanto tractora de ciertas actividades de investigación del GSC en esta línea como beneficiaria de algunos de sus resultados. Asímismo, también mantenemos una relación de cooperación con Ingeteam, empresa fabricante de equipamiento y proveedora de servicios de operación y mantenimiento en el sector de la ingeniería eléctrica.

Los resultados de investigación en esta línea han sido trasladados a diferentes foros de estandarización internacionales. Estas aportaciones han sido posibles gracias a la participación activa de diferentes miembros del grupo GSC en distintos grupos internacionales de estandarización de la calidad de suministro (IEC TC 77/SC 77A/WG 2, IEC TC 88/WG 21, CIGRE WG C4.111), con una influencia relevante en las últimas versiones de los estándares IEC 61000-4-15, IEC 61400-21 e IEC 61457-1.