Estudio y diseño de estrategias de control para los recursos energéticos de una nanorred

• Autores: Mercedes Ruiz Cortés
• Directores de la Tesis: Eva González Romera (dir. tes.), Fermín Barrero González (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Extremadura ( España ) en 2021
• Idioma: español
• Número de páginas: 134
• Tribunal Calificador de la Tesis: José Carpio Ibáñez (presid.), Carlos Roncero Clemente (secret.), Aurora del Rocío Gil de Castro (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Modelización y Experimentación en Ciencia y Tecnología por la Universidad de Extremadura
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología energética
      • Distribución de energía
      • Generación de energía
      • Fuentes no convencionales de energía
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Dehesa
• Resumen
  • español

    El concepto de Smart Grid y su estructura en nanorredes se ha convertido en una línea de investigación emergente desde el punto de vista de la configuración de la red. Una nanorred puede abarcar una pequeña comunidad de consumidores, y debe tener la capacidad de funcionar tanto aislada como conectada a la red principal, sin que ello suponga una pérdida de la fiabilidad o de la calidad del suministro proporcionado a los consumidores. En esta Tesis Doctoral se plantea el estudio de una nanorred que opera en corriente alterna, conformada por una pequeña comunidad de vecinos y que cuenta con generación fotovoltaica y sistemas de almacenamiento de energía basados en baterías. Se desarrolla una estrategia de control jerárquica para el funcionamiento en modo aislado y conectado, que comprende desde la gestión coordinada de los recursos energéticos de la nanorred hasta el control interno de los convertidores electrónicos asociados a los recursos energéticos. Asimismo, se incorpora un sistema de sincronización a red que permite una adecuada transición entre ambos modos de operación. Las estrategias propuestas han sido validadas mediante simulación, obteniendo resultados satisfactorios. Adicionalmente, se ha explorado el uso de la topología de inversor 3L-T-type qZSI para su futura aplicación en los convertidores de los recursos energéticos de la nanorred, realizando pruebas experimentales y de simulación, y se ha estudiado su integración en una vivienda conectada a red.

  • English

    The concept of Smart Grid and its structure in nanogrids has become an emerging research topic from the point of view of grid configuration. A nanogrid can encompass a small community of consumers, and must have the ability to operate both isolated and connected to the main grid, without losing the reliability or the quality of the power supply provided to consumers. This PhD Thesis proposes the study of a nanogrid that operates in alternating current, composed of a small community of neighbors who have photovoltaic generation systems and battery-based energy storage systems. A hierarchical control strategy is developed for operation in islanded and grid-tied mode, which ranges from the coordinated management of the energy resources of the nanogrid to the internal control of the electronic power converters associated to distributed energy resources. Likewise, a grid synchronization method is incorporated to allow an adequate transition between both modes of operation. The proposed strategies have been validated by simulation, obtaining satisfactory results. Additionally, the use of the 3L-T-type qZSI topology has been explored for its future application in the converters of the energy resources of the nanogrid, carrying out experimental and simulation tests, and its integration in a grid-connected home has been studied.