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Grid-Forming BESS: Por qué el modo VSG es la respuesta para arquitecturas off-grid escalables
- enero 1, 2026
Durante más de un siglo, el latido de nuestra red eléctrica—su frecuencia y estabilidad—ha sido gobernado por la masa giratoria de generadores sincrónicos en grandes plantas de carbón, gas e hidroeléctricas. Pero a medida que el mundo se desplaza hacia la energía limpia y renovable, una parte creciente de la generación se entrega a través de convertidores electrónicos de potencia—plantas fotovoltaicas y eólicas, máquinas de velocidad variable y otros recursos conectados a inversores. La mayoría de estos activos están diseñados para seguir la red: dependen de una referencia preexistente de voltaje y frecuencia, sincronizándose con la red en lugar de crearla.
Funcionan de manera excelente cuando existe una referencia fuerte de voltaje/frecuencia. Pero cuando la red es débil, inestable o ausente, la pregunta se vuelve brutalmente simple:
¿Quién crea la red que todos los demás necesitan seguir?
Esa pregunta es la historia del origen de los Sistemas de Almacenamiento de Energía de Batería Grid-Forming (Grid-Forming BESS)—y por qué el control grid-forming se ha convertido en una tecnología definitoria para la arquitectura escalable fuera de la red.
¿Qué es un Grid-Forming BESS?
A diferencia de los inversores tradicionales que siguen la red, el Grid-Forming BESS permite que los sistemas de almacenamiento de baterías creen y regulen una onda estable de voltaje y frecuencia. Le da a las baterías la capacidad de arrancar un bus aislado (arranque en vacío) y formar una base eléctrica sólida para que otros recursos puedan seguirla, de manera similar a una planta de energía tradicional, pero más rápido y con mayor precisión.
En términos prácticos, el Grid-Forming BESS permite:
Operación aislada, donde el BESS establece el bus
Capacidad de arranque en vacío (energizar un bus aislado desde cero)
Funcionamiento estable en redes débiles, donde el comportamiento de seguimiento de la red se vuelve poco confiable
Proporcionar una base para las energías renovables, de modo que los sistemas fotovoltaicos (PV) y otros recursos con inversores puedan sincronizarse y operar de manera coherente
Esta no es una característica cosmética. Es la diferencia entre:
«Tenemos almacenamiento» y
«Podemos operar un sistema de energía aislado estable.»
Por qué la tecnología Grid-Forming se volvió necesaria
Grid-forming BESS es la respuesta de la capa de control a un cambio estructural: a medida que la descarbonización acelera, los generadores sincrónicos disminuyen y los recursos basados en inversores (plantas fotovoltaicas, eólicas, y recursos conectados a convertidores) suministran más energía a la red. Lo que se pierde no son solo megavatios, sino los comportamientos físicos que mantenían estable la tensión y la frecuencia. Grid-forming BESS reconstruye estos comportamientos con un control rápido y programable del inversor.
Las principales brechas que cierra son:
La inercia y el amortiguamiento ya no vienen «gratis».
Con menos masa rotante, la frecuencia se mueve más rápido y las oscilaciones pueden ser más difíciles de amortiguar. Grid-forming BESS proporciona una respuesta sintética similar a la inercia y amortiguamiento activo para modelar la dinámica del sistema en tiempo real.
Los recursos grid-following no pueden liderar sin una referencia.
La mayoría de los recursos de inversores necesitan una referencia de tensión/frecuencia existente. En redes débiles, arranques en frío o microredes aisladas, esa referencia puede ser inestable o estar ausente, lo que hace que los recursos se apagan o se reduzcan. Grid-forming BESS actúa como la fuente de tensión fundamental que otros pueden seguir.
Los sistemas fuera de la red deben escalar de forma modular.
Las cargas crecen y la capacidad se agrega en fases. Sin una estructura grid-forming, la expansión de múltiples unidades se convierte en un riesgo de integración de control. Grid-forming BESS permite una operación paralela estable y una distribución más limpia de la carga entre unidades.
En esencia, Grid-forming BESS transforma las baterías de activos de almacenamiento pasivos en pilares activos de grid-forming. Establecen el latido eléctrico de la red, proporcionan servicios esenciales de estabilidad y habilitan un camino modular y resistente hacia un futuro 100% renovable.
PQ, VF y VSG: Tres modos, tres resultados muy diferentes
Grid-forming no es “un modo”. En los proyectos reales de BESS, encontrará tres enfoques de control comunes en la capa PCS: PQ, VF y VSG.
Modo PQ: Orientado a la distribución, típicamente Grid-Following
El control PQ maneja la potencia activa (P) y la potencia reactiva (Q). Es excelente para la distribución programada y los servicios conectados a la red. Pero el modo PQ generalmente asume que la red ya existe como referencia estable. En condiciones fuera de la red, PQ normalmente se usa después de que una fuente grid-forming haya establecido un bus coherente.
Modo VF: Regulación directa V/f, Grid-Forming clásico
El control VF regula directamente el voltaje y la frecuencia. Puede establecer un bus aislado y se usa ampliamente en la operación de microredes.
VF es efectivo en:
Sistemas isleños de unidad única
Sistemas pequeños paralelos con condiciones eléctricas bien definidas
A medida que los sistemas escalan, la operación paralela basada en VF puede volverse sensible a las diferencias de impedancia del alimentador, corrientes circulantes entre fuentes de voltaje paralelas y la complejidad de la afinación durante transitorios reales y cargas mixtas.
Modo VSG: Grid-Forming con dinámicas similares a las máquinas
El control VSG (Virtual Synchronous Generator) es Grid-Forming, pero modela el comportamiento dinámico del inversor para que se asemeje a las características clave de las máquinas sincrónicas, especialmente cómo responden la frecuencia y la fase ante las perturbaciones.
En lugar de “mantener solo V y f”, VSG generalmente introduce:
Respuesta similar a la inercia para suavizar el movimiento de la frecuencia durante cambios abruptos de carga
Comportamiento similar al amortiguamiento para reducir las oscilaciones y mejorar el asentamiento
Dinámicas estructuradas del ángulo de potencia que apoyan la operación coherente entre múltiples fuentes
En arquitectura fuera de la red, se elige VSG con frecuencia porque hace que el Grid-Forming con múltiples inversores sea más predecible a gran escala.
Por qué el control VSG encaja en la arquitectura off-grid escalable
En un sistema off-grid escalable, la parte más difícil no es la capacidad energética, sino hacer que muchos inversores se comporten como una planta de energía coherente. En el momento en que se ponen en paralelo varias unidades de formación de red, dos preguntas determinan si la arquitectura se escala de manera limpia:
¿Cómo comparten la potencia activa?
¿Cómo comparten la potencia reactiva mientras mantienen estable el voltaje del bus, sin corrientes circulantes?
Un inversor controlado por VSG se comporta como una fuente de voltaje con dinámicas similares a las de un generador sincrónico, mientras que el «droop» proporciona la ley de distribución descentralizada que evita que las fuentes de voltaje paralelas «luchen».
«Droop» P-f (compartición de potencia activa): cuando una unidad lleva más P, reduce ligeramente su referencia de frecuencia. Como todas las unidades ven la misma frecuencia del bus, naturalmente convergen a un punto operativo común y comparten la potencia activa según la pendiente del «droop» y la configuración de la capacidad, sin comunicaciones de alta banda ancha.
«Droop» Q-V (compartición de potencia reactiva): cuando una unidad suministra más Q, reduce ligeramente su referencia de voltaje, animando a otras unidades a tomar la potencia reactiva y reduciendo el riesgo de corrientes reactivas circulantes.
El «droop» también se puede aplicar a otros modos de formación de red, pero VSG agrega lo que es importante en las transiciones reales off-grid: inercia virtual y amortiguación que dan forma a cómo se mueven y estabilizan la frecuencia y el voltaje después de los saltos de carga o los eventos de conmutación. El resultado es un clúster de formación de red que se comporta más como una planta multi-generador: pequeñas desviaciones bajo perturbaciones, seguidas de una estabilización suave, haciendo que la paralelización de múltiples unidades sea mucho más robusta a medida que aumenta el número de unidades.
FFD POWER: Gabinetes de baterías en modo VSG que admiten hasta 20 unidades en operación paralela fuera de la red.
FFD POWER ofrece una solución de armario de baterías diseñada para operación de formación de red bajo control VSG, diseñada para arquitecturas off-grid escalables. En modo VSG, el sistema soporta hasta 20 unidades en operación paralela off-grid, proporcionando potencia escalable y redundancia a través de una arquitectura modular de múltiples inversores formadores de red. Para un sistema típico de 125 kW / 261 kWh todo en uno, esto permite una expansión de hasta 2,5 MW.
Esta capacidad es especialmente adecuada para proyectos off-grid que requieren:
Crecimiento de capacidad escalonado sin necesidad de rediseño arquitectónico
Operación estable en isla para cargas críticas o industriales
Microredes PV + BESS donde el BESS establece una base eléctrica limpia
Redundancia de múltiples unidades sin depender de una «unidad principal» formadora de red
Cuando el estado off-grid no es temporal sino la realidad operativa, la arquitectura debe construirse en torno a una referencia estable. Grid-forming BESS proporciona esa base, y el control VSG es la respuesta cuando esa base debe escalar.
FAQ
Pregunta: ¿Qué cambia cuando el BESS es grid-forming en una microred PV + BESS?
Respuesta: En muchos sistemas PV heredados, el inversor PV sigue a la red, por lo que cuando la red de la utilidad se pierde, no puede generar en modo isla—no tiene una referencia de tensión/frecuencia y normalmente se apaga. Con un BESS grid-forming, el inversor de la batería establece la tensión y frecuencia del bus, de modo que los inversores PV pueden sincronizarse como seguidores y seguir produciendo energía. Esto evita la falla de “todos los seguidores” durante el aislamiento y mejora la estabilidad bajo rampas de PV y cargas de paso, haciendo prácticas las microredes con alta proporción de energía renovable.
Pregunta: ¿Por qué no podemos usar solo el modo VF para operaciones paralelas a gran escala?
Respuesta: VF puede funcionar en teoría, pero escala mal porque múltiples “fuentes de tensión” en paralelo son sensibles a desajustes y a la impedancia de las líneas. En la práctica, VF generalmente se implementa como un sistema maestro-esclavo: una unidad establece la V/f del bus y las otras funcionan como seguidores (generalmente PQ), porque operar muchas “fuentes de tensión” VF en paralelo de igual a igual es sensible a la sintonización. A medida que el sistema se escala, el sistema maestro-esclavo introduce una dependencia de un solo punto (el maestro) y complica la expansión/mantenimiento; VF en modo igual aumenta el riesgo de corrientes circulantes y distribución desigual de la Q debido a desajustes de impedancia. Por esta razón, los diseños off-grid escalables suelen preferir el VSG con P–f / Q–V Droop, que permite la operación paralela entre iguales sin un maestro fijo.
Pregunta: ¿Cómo hace el VSG para permitir que varios inversores compartan carga sin un “controlador principal”?
Respuesta: En la operación práctica de múltiples unidades, el VSG se combina generalmente con control droop:
P–f Droop comparte la potencia activa: una unidad que asume más P reduce ligeramente su referencia de frecuencia, y la flota converge a una frecuencia común del bus mientras comparte la potencia activa según las pendientes del droop/ajustes de capacidad.
Q–V Droop comparte la potencia reactiva: una unidad que proporciona más Q reduce ligeramente su referencia de voltaje, alentando un reparto equilibrado de la Q y reduciendo las corrientes circulantes reactivas.
Este método basado en droop permite una paralelización descentralizada y escalable sin necesidad de coordinación de alta capacidad de ancho de banda.