PCS de formación de red vs. PCS de seguimiento de red: Lo que los propietarios de proyectos deben saber
A medida que los sistemas de almacenamiento de energía (ESS) se convierten en un activo central en los sistemas eléctricos comerciales, industriales y a escala utility, el Power Conversion System (PCS) ya no se considera un simple convertidor DC/AC. Hoy en día, se reconoce como el centro de control que determina cómo un sistema de almacenamiento interactúa con la red eléctrica, con las cargas locales y con otros recursos energéticos distribuidos (DER).
Una de las diferencias más importantes —y a menudo malinterpretadas— en las tecnologías modernas de PCS es la que existe entre las arquitecturas de control Grid-Following y Grid-Forming.
Para propietarios de proyectos, EPC e inversores, comprender esta diferencia es fundamental. La elección entre PCS Grid-Following y Grid-Forming tiene un impacto directo en la estabilidad del sistema, la resiliencia, la escalabilidad, el cumplimiento de la red y el retorno de la inversión (ROI) a largo plazo.
Este artículo ofrece una explicación práctica orientada a project owners, describiendo cómo funcionan ambos enfoques, en qué escenarios se utilizan y qué factores clave deben considerarse al seleccionar un PCS para proyectos reales de almacenamiento de energía.
¿Qué es un Power Conversion System (PCS)?
El PCS es la interfaz entre el sistema de baterías (lado DC) y la red eléctrica o las cargas (lado AC). Más allá de la simple conversión de energía, un PCS moderno es responsable de:
Control de potencia activa y reactiva
Regulación de tensión y frecuencia
Sincronización con la red
Gestión de la calidad de la energía
Transiciones fluidas entre modos on-grid, off-grid e híbridos
Estabilidad del sistema en entornos con múltiples fuentes de energía
La filosofía de control del PCS determina si opera como Grid-Following o Grid-Forming.
¿Qué es un PCS Grid-Following?
Definición
Un PCS Grid-Following funciona sincronizándose con una tensión y frecuencia de red ya existentes. Mide los parámetros de la red e inyecta corriente en consecuencia.
En términos simples:
Un PCS Grid-Following necesita una red estable para funcionar correctamente.
Asume que la tensión y la frecuencia ya están establecidas por la red pública u otras fuentes grid-forming, como los generadores síncronos.
¿Cómo funciona el control Grid-Following?
Los PCS Grid-Following utilizan normalmente un Phase-Locked Loop (PLL) para seguir la tensión y la frecuencia de la red. Una vez sincronizados, controlan:
Potencia activa (kW)
Potencia reactiva (kVar)
Sin embargo, no regulan de forma independiente la tensión ni la frecuencia.
Aplicaciones típicas del PCS Grid-Following
El PCS Grid-Following se utiliza ampliamente en:
Sistemas de almacenamiento C&I conectados a red
Aplicaciones de peak shaving y energy arbitrage
Sistemas fotovoltaicos con almacenamiento conectados a redes estables
Proyectos donde la red está siempre disponible
Ventajas del PCS Grid-Following
Tecnología madura y ampliamente implementada
Menor complejidad del sistema
Rentable para aplicaciones puramente on-grid
Bien comprendida por utilities y EPC
Limitaciones del PCS Grid-Following
No puede operar sin una red existente
Rendimiento limitado en redes débiles
Sin capacidad de black start
No apto para sistemas en isla u off-grid
Para proyectos que requieren alta resiliencia o independencia de la red, estas limitaciones se vuelven críticas.
¿Qué es un PCS Grid-Forming?
Definición
Un PCS Grid-Forming crea y regula activamente la tensión y la frecuencia. En lugar de seguir la red, se comporta como una fuente de tensión, similar a un generador síncrono virtual.
En palabras sencillas:
Un PCS Grid-Forming puede crear una red en lugar de depender de ella.
¿Cómo funciona el control Grid-Forming?
Los PCS Grid-Forming emplean algoritmos de control avanzados como:
Virtual Synchronous Generator (VSG)
Control droop
Inercia virtual
Estos permiten al PCS:
Establecer tensión y frecuencia
Compartir carga dinámicamente con otras fuentes
Mantener la estabilidad ante cambios bruscos de carga
Soportar black start y operación en isla
Aplicaciones típicas del PCS Grid-Forming
El PCS Grid-Forming se utiliza cada vez más en:
Microrredes off-grid y sistemas en isla
Sistemas híbridos on-grid/off-grid
Redes débiles o inestables
Centros de datos e infraestructuras críticas
Sistemas con alta penetración de energías renovables
Ventajas del PCS Grid-Forming
Permite una verdadera operación off-grid
Soporta funciones de black start
Mejora la estabilidad global del sistema
Ideal para microrredes y sistemas híbridos
Preparado para futuros requisitos de red
Desafíos del PCS Grid-Forming
Arquitectura de control más compleja
Mayores requisitos de ingeniería y puesta en marcha
Necesidad de experiencia en diseño a nivel de sistema
Inversión inicial ligeramente superior
En muchos proyectos, estos desafíos se ven compensados por los beneficios operativos y económicos a largo plazo.
Grid-Forming vs Grid-Following: diferencias clave
Más allá de una comparación puramente técnica, los project owners deben comprender cómo estas diferencias se traducen en resultados operativos reales.
Un PCS Grid-Following depende completamente de una red existente que proporciona tensión y frecuencia. Inyecta potencia, pero no asume la responsabilidad de la estabilidad del sistema. En redes fuertes y estables, este enfoque es eficaz y rentable. En redes débiles o inestables, el rendimiento puede degradarse significativamente.
Un PCS Grid-Forming, por el contrario, asume activamente la responsabilidad de establecer y mantener la tensión y la frecuencia. Al operar como fuente de tensión en lugar de fuente de corriente, puede mantener condiciones estables incluso cuando la red pública no está disponible o es poco fiable. Esto permite el black start, la transición fluida a modo isla y una operación fiable off-grid o híbrida.
Desde la perspectiva del project owner, la diferencia fundamental es la responsabilidad: el PCS Grid-Following asume una red estable, mientras que el PCS Grid-Forming proporciona la estabilidad.
¿Por qué esta elección es importante para los project owners?
1. Resiliencia y fiabilidad del sistema
Si los cortes de energía, las caídas de tensión o la inestabilidad de la red son una preocupación, el PCS Grid-Forming ofrece una resiliencia significativamente mayor.
2. Requisitos futuros de la red
Con el aumento de la penetración de energías renovables, las utilities exigen cada vez más capacidades de soporte y formación de red a los recursos distribuidos.
Elegir hoy un PCS Grid-Forming puede reducir costes de adaptación en el futuro.
3. Operación en microrred y modo híbrido
Para proyectos que deben operar en modo isla, incluso de forma temporal, el PCS Grid-Forming es esencial.
4. ROI y valor del ciclo de vida
Aunque un PCS Grid-Forming puede implicar una mayor inversión inicial, a menudo ofrece:
Mayor disponibilidad del sistema
Menores restricciones operativas
Más oportunidades de ingresos
Menores riesgos a largo plazo
Todo ello se traduce en un mejor ROI a lo largo del ciclo de vida.
¿Pueden coexistir PCS Grid-Following y Grid-Forming?
Sí. En sistemas de almacenamiento avanzados, son cada vez más comunes las arquitecturas híbridas:
El PCS Grid-Forming establece la tensión y la frecuencia
El PCS Grid-Following optimiza el despacho de potencia
Un EMS bien diseñado coordina ambos modos para maximizar el rendimiento, la estabilidad y los retornos económicos.
Preguntas clave para los proveedores de PCS
Antes de seleccionar un PCS, los project owners deberían preguntar:
¿El PCS soporta operación Grid-Forming?
¿Se admite una transición fluida entre modos on-grid y off-grid?
¿Cómo se comporta el PCS en condiciones de red débil?
¿Qué algoritmos de control se utilizan (VSG, droop, inercia virtual)?
¿Cómo afecta la selección del PCS a la seguridad y al ROI del sistema?
Conclusión
La elección entre PCS Grid-Following y PCS Grid-Forming ya no es un simple detalle técnico, sino una decisión estratégica que influye en la resiliencia, la flexibilidad, el cumplimiento de la red y el rendimiento económico de un proyecto de almacenamiento de energía.
Para aplicaciones tradicionales puramente on-grid, un PCS Grid-Following puede ser suficiente. Sin embargo, para proyectos que requieren fiabilidad, escalabilidad y preparación para el futuro, el PCS Grid-Forming se está convirtiendo rápidamente en la opción preferida.
Los project owners que comprenden esta diferencia y la integran desde las primeras fases de diseño estarán mejor posicionados para maximizar el valor a largo plazo de sus inversiones en sistemas de almacenamiento de energía.