Ballestín Fuertes, Javier
Sanz Osorio, José Francisco (dir.) ; Muñoz-Cruzado Alba, Jesús (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2022
Abstract: Con el objetivo de reducir los gases contaminantes un 55 % para el año 2030, la Comisión Europea ha establecido como objetivos prioritarios un aumento de la generación renovable hasta el 32 % de la generación energética total y un incremento de la eficiencia energética del 32,5 %. El cumplimiento de estos objetivos acarrea una serie de desafíos para el sistema eléctrico que deben ser considerados durante este proceso de transformación. El cierre de los grandes generadores síncronos, fuente de estabilidad para la red, y su reemplazo por fuentes renovables, de gran variabilidad y escasa o nula aportación inercial, están centrando gran parte del esfuerzo de la comunidad investigadora en el sector.
En este contexto, los convertidores de electrónica de potencia están despertando un gran interés debido a dos factores determinantes. En primer lugar, el gran número de convertidores que se espera sean instalados en los próximos años. Desde los grandes inversores fotovoltaicos a dispositivos más pequeños, pero mucho más numerosos, como equipos de climatización o cargadores de vehículo eléctrico. Por otro lado, la gran controlabilidad de estos sistemas incrementa la posibilidad de implementar técnicas que contribuyan a asegurar la estabilidad de la red eléctrica durante el proceso de cierre de las centrales térmicas.
La presente tesis doctoral contribuye al estado del arte del sector por medio de las aportaciones en el estudio de los convertidores de electrónica de potencia, los nuevos materiales que prometen ampliar las capacidades de estos dispositivos y la implementación de técnicas para la prestación de servicios auxiliares a la red. Debido al creciente protagonismo de la red distribución, así como el interés despertado por la creación de comunidades energéticas y las redes inteligentes, más conocidas como Smart Grids, este trabajo se centra en la aplicación de servicios orientados a la casuística de las redes de distribución en baja tensión.
En este documento se presta especial atención al problema de los desequilibrios, un problema frecuente en las redes de distribución. Este evento tiene lugar cuando la tensión o la corriente diverge entre las tres fases, ocasionando perjuicios en los usuarios de la red, así como posibles daños en distintos elementos del sistema, como los conductores y transformadores.
A continuación, se realiza el diseño y fabricación de un convertidor D-STATCOM de 30 kVA para la atenuación de desequilibrios en la red de baja tensión. El prototipo ha sido validado en un entorno real perteneciente a una línea de la red de distribución. De los resultados obtenidos durante el periodo de evaluación se han cuantificando los beneficios de la mitigación de desequilibrios, tales como la mejora de la calidad de red y la reducción de las pérdidas técnicas en la línea.
Posteriormente, se propone la aplicación de esta solución a diferentes convertidores comerciales tales como cargadores de vehículo eléctrico, inversores fotovoltaicos y sistemas de baterías. El trabajo concluye con el desarrollo de un cargador de vehículo eléctrico de 50 kW con la capacidad de proveer los servicios auxiliares propuestos en el estudio.
Abstract (other lang.):
En este contexto, los convertidores de electrónica de potencia están despertando un gran interés debido a dos factores determinantes. En primer lugar, el gran número de convertidores que se espera sean instalados en los próximos años. Desde los grandes inversores fotovoltaicos a dispositivos más pequeños, pero mucho más numerosos, como equipos de climatización o cargadores de vehículo eléctrico. Por otro lado, la gran controlabilidad de estos sistemas incrementa la posibilidad de implementar técnicas que contribuyan a asegurar la estabilidad de la red eléctrica durante el proceso de cierre de las centrales térmicas.
La presente tesis doctoral contribuye al estado del arte del sector por medio de las aportaciones en el estudio de los convertidores de electrónica de potencia, los nuevos materiales que prometen ampliar las capacidades de estos dispositivos y la implementación de técnicas para la prestación de servicios auxiliares a la red. Debido al creciente protagonismo de la red distribución, así como el interés despertado por la creación de comunidades energéticas y las redes inteligentes, más conocidas como Smart Grids, este trabajo se centra en la aplicación de servicios orientados a la casuística de las redes de distribución en baja tensión.
En este documento se presta especial atención al problema de los desequilibrios, un problema frecuente en las redes de distribución. Este evento tiene lugar cuando la tensión o la corriente diverge entre las tres fases, ocasionando perjuicios en los usuarios de la red, así como posibles daños en distintos elementos del sistema, como los conductores y transformadores.
A continuación, se realiza el diseño y fabricación de un convertidor D-STATCOM de 30 kVA para la atenuación de desequilibrios en la red de baja tensión. El prototipo ha sido validado en un entorno real perteneciente a una línea de la red de distribución. De los resultados obtenidos durante el periodo de evaluación se han cuantificando los beneficios de la mitigación de desequilibrios, tales como la mejora de la calidad de red y la reducción de las pérdidas técnicas en la línea.
Posteriormente, se propone la aplicación de esta solución a diferentes convertidores comerciales tales como cargadores de vehículo eléctrico, inversores fotovoltaicos y sistemas de baterías. El trabajo concluye con el desarrollo de un cargador de vehículo eléctrico de 50 kW con la capacidad de proveer los servicios auxiliares propuestos en el estudio.
Abstract (other lang.):
Pal. clave: transmisión y distribución eléctrica
Titulación: Programa de Doctorado en Energías Renovables y Eficiencia Energética
Plan(es): Plan 509
Nota: Presentado: 19 12 2022
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2022
-
Permalink:
Visitas y descargas
Record created 2023-03-03, last modified 2023-03-03
