Autor/a: BAS CALOPA, PAU
Enllaç a la tesi: http://hdl.handle.net/10803/691520
Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
Modalitat: Compendi de publicacions
Data de lectura: 06/05/2024
Director/a de tesi: RIBA RUIZ, JORDI ROGER | MORENO EGUILAZ, JUAN MANUEL

Tribunal:
     PRESIDENT: MONTAÑA PUIG, JUAN
     SECRETARI: ABOMAILEK RUBIO, BASEL CARLOS
     VOCAL: URRESTY BETANCOURT, JULIO CÉSAR
Resum de tesi: Aquesta tesi contribueix al camp de les descàrregues parcials en ambients de baixa pressió, amb l'objectiu de millorar la protecció dels sistemes d'interconnexió de cables elèctrics (EWIS) en aplicacions aeroespacials. S'han dut a terme una sèrie d'estudis experimentals per avaluar el potencial de les descàrregues superficials i corona com a indicadors de la degradació de l'aïllament elèctric. Amb aquesta finalitat, s'ha examinat la influència de variables com la pressió, la variació dinàmica de pressió, la freqüència i la geometria en el comportament de les descàrregues de corona. A més, s'ha investigat i comparat el rendiment de diversos sensors, incloent sensors d'imatge CMOS, sensors UV fotoelèctrics i càmeres acústiques, en la detecció de descàrregues de corona. Addicionalment, mitjançant l'ús de tècniques de processament d'imatges RGB, aquesta tesi presenta un mètode nou per a la quantificació de les descàrregues de corona. Aquest mètode ha permès estudiar la correlació entre la intensitat lluminosa de les descàrregues elèctriques i l'energia elèctrica dissipada, amb un enfoc particular en com la variació de pressió i freqüència impacta en aquesta relació. També s'ha explorat la viabilitat d'utilitzar les descàrregues superficials i corona com a indicador de la degradació de l'aïllament dels cables, proporcionant coneixement fonamental per al desenvolupament futur d'eines de protecció elèctrica destinades al manteniment predictiu. Les troballes d'aquesta recerca contribueixen al progrés de les estratègies de manteniment predictiu, oferint potencial per a la detecció de fallades en l'aïllament, millorant així la seguretat i la fiabilitat dels sistemes elèctrics aeroespacials.

Autor/a: CAPÓ LLITERAS, MACIÀ
Enllaç a la tesi: http://hdl.handle.net/10803/690457
Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
Modalitat: Normal
Data de lectura: 23/01/2024
Director/a de tesi: MONTESINOS MIRACLE, DANIEL | HEREDERO PERIS, DANIEL

Tribunal:
     PRESIDENT: MOLINA GAUDÓ, MARIA PILAR
     SECRETARI: GALCERAN ARELLANO, SAMUEL
     VOCAL: CREBIER, JOEN-CHRISTOPHE
Resum de tesi: La proliferació de bateries per emmagatzematge local i vehicles elèctrics (EVs) està augmentant constantment. Les perspectives del mercat d’EV preveuen un creixement exponencial en els propers anys. Aquesta tendència també ha contribuït a la promoció de l’emmagatzematge local utilitzant bateries de segona vida. El nou panorama elèctric té com a objectiu un sistema energètic respectuós amb el medi ambient. No obstant això, aquest nou paradigma comporta diferents reptes tecnològics. Els convertidors electrònics de potència són crucials en la gestió de l’energia de les bateries en ambdues direccions de càrrega i descàrrega, oferint serveis de flexibilitat a la xarxa. El compliment de les normes de seguretat internacionals implica l’aïllament galvànic, especialment en sistemes d’alta potència. A més, la densitat de potència és significativa a la indústria automobilística, on les restriccions d’espai i pes són factors importants. El mateix s’aplica a les llars, on el valor del terreny continua augmentant, especialment en àrees urbanes. En aquest context, el convertidor de pont dual actiu (DAB) emergeix com un component basat en electrònica de potència altament adequat que compleix amb tots els requisits esmentats. Aquest convertidor bidireccional aïllat CC-CC (IBDC) és atractiu per la seva alta densitat de potència, aïllament galvànic i capacitat de flux de potència bidireccional. En primer lloc, la tesi explora el potencial dels convertidors IBDC i n’aborda l’estat de l’art. A partir d’aquest punt, la tesi es centra en el convertidor DAB, establint la unificació de criteris per a les diferents modulacions de DAB i obtenint equacions generalitzades per a qualsevol convertidor DAB. A més, s’analitzen extensament els diferents elements parasitaris del convertidor DAB. Respecte les estratègies de control, d’una banda, aquesta tesi presenta una modulació de corrent triangular amb commutació en zero corrent (TCM-ZCS). L’anàlisi destaca que sis dels vuit semiconductors funcionen en condicions de ZCS, concentrant les pèrdues de commutació d’apagament a la mateixa branca independentment de la direcció del flux de potència. Aquesta fet possibilita utilitzar tecnologies de semiconductors més econòmiques per aquells que operen en condicions de ZCS. Com a resultat, es considera que una configuració híbrida Si-SiC DAB és l’opció de selecció de semiconductors escollida per aprofitar aquesta proposta. D’altra banda, aquesta tesi proposa dues modulacions de DAB que consideren tots els tres graus de llibertat per optimitzar les pèrdues de conducció i les pèrdues de commutació d’apagament en tot el rang de càrrega i relació de tensions dels costats de contínua. Les equacions i algoritmes d’optimització es presenten i es normalitzen, a més, les solucions òptimes son també representades de forma gràfica. Una contribució clau d’aquesta tesi és el desenvolupament d’equacions per implementar la modulació que minimitza les pèrdues per conducció, garantint alhora les restriccions de commutació en tensió zero (ZVS) i mantenint l’estabilitat. L’aproximació proposada ofereix la possibilitat d’aplicar la solució òptima de forma precisa en tot el rang de funcionament, permetent l’avaluació en temps real amb baix temps d’execució i assegurant una resposta dinàmica ràpida per a qualsevol convertidor DAB. Finalment, l’últim capítol es centra en l’impacte positiu de la inductància de magnetització del transformador en l’ampliació de la regió de funcionament ZVS del convertidor DAB. L’enfocament és comprendre les conseqüències d’aquesta ampliació, especialment en termes d’increment de les pèrdues de conducció. El capítol acaba proporcionant una aproximació analítica manejable per implementar la modulació en temps real.

Autor/a: COLLADOS RODRÍGUEZ, CARLOS
Enllaç a la tesi: http://hdl.handle.net/10803/692856
Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
Modalitat: Normal
Data de lectura: 04/03/2024
Director/a de tesi: GOMIS BELLMUNT, ORIOL | PRIETO ARAUJO, EDUARDO

Tribunal:
     PRESIDENT: ANTA MARTINEZ, ADOLFO
     SECRETARI: CEBALLOS RECIO, SALVADOR
     VOCAL: D\'ARCO, SALVATORE
Resum de tesi: La instal·lació massiva de convertidors de potència, com les centrals eòliques i solars fotovoltaiques i els sistemes de corrent continu d'alta tensió (HVDC), està donant lloc a una profunda transformació dels sistemes elèctrics i del seu funcionament. En aquest context de sistemes de potència moderns dominats per l'electrònica de potència, el control dels convertidors jugarà un paper clau en el seu comportament i estabilitat. Aquesta tesi se centra en l'anàlisi de l'estabilitat dels sistemes de potència dominats per convertidors, abastant tant l'estabilitat de senyal petit com l'estabilitat transitòria, amb l'objectiu d'entendre el funcionament fonamental i les limitacions d'aquests sistemes de potència moderns.En primer lloc, es comparen les dos estratègies de control del convertidor de font de tensió (VSC) més emprades a la literatura, el seguiment de la xarxa (grid-following, GFOL) i la formació de la xarxa (grid-forming, GFOR), mitjançant simulacions en el domini del temps sota diferents pertorbacions per identificar les característiques principals i les limitacions potencials d'ambdues estratègies de control.ndependentment del control del convertidor seleccionat, sempre s'ha de garantir l'estabilitat del sistema elèctric, tant per a pertorbacions de petit senyal com per a transitòries. En aquest treball, es duen a terme una anàlisi fonamental de petit senyal per entendre els principis que regeixen l'estabilitat de la xarxa en sistemes elèctrics de potència dominats per convertidors. Amb aquest propòsit, s'ha implementat una metodologia per construir models lineal d'espai d'estat lineals de grans sistemes de potència que permeten capturar amb precisió las dinàmiques electromagnètiques (EMT). Amb aquests models, es desenvolupa una anàlisi detallada per identificar els límits d'estabilitat de l'operació grid-following en un sistema essencial, investigant la influència dels controladors del convertidor en l'estabilitat del sistema, revelant els principals mecanismes d'interacció i identificant la generació síncrona mínima per garantir estabilitat del sistema. Aquest treball s'amplia posteriorment a un sistema elèctric més complex, amb diversos generadors i en presència d'un enllaç HVDC. Per a això, s'ha desenvolupat una metodologia basada en índexs, que determina les regions d'estabilitat en estat estacionari, de petit senyal i d'anàlisi transitòria.Per altra banda, estudis previs a la literatura han demostrat que l'operació grid-forming pot millorar l'estabilitat del sistema elèctric per a altes penetracions dels convertidors. En aquesta tesi, s'ofereix un estudi exhaustiu de la dinàmica de freqüència en sistemes de potència de baixa inèrcia, que revela que el domini dels convertidors pot ser una oportunitat per dissenyar la dinàmica de freqüència. No obstant això, considerar les limitacions del convertidor GFOR pot provocar una pèrdua de sincronització. Per tant, aquest treball analitza el risc de pèrdua de sincronització durant grans desviacions de freqüència per als convertidors GFOR basats droop quan es consideren limitacions de potència activa. A més, es proposa una modificació de control per ampliar el rang de freqüència de funcionament d’aquests convertidors.Finalment, es realitza un estudi d'estabilitat transitòria per a un sistema HVDC futur que connectarà el sistema elèctric balear amb la península ibèrica. En aquest escenari realista, s'estudia el comportament del convertidor operant tant en mode GFOL com en GFOR, considerant diverses contingències del sistema, com desconnexions de diversos generadors, faltes en diferents ubicacions i desconnexions de línies.

Autor/a: DADJO TAVAKOLI, SAMAN
Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
Modalitat: Normal
Data de lectura: 22/11/2024
Director/a de tesi: GOMIS BELLMUNT, ORIOL | PRIETO ARAUJO, EDUARDO

Tribunal:
     PRESIDENT: WANG, XIONGFEI
     SECRETARI: RENEDO ANGLADA, FRANCISCO JAVIER
     VOCAL: LINDNER, MARCO
Resum de tesi: El comportament dinàmic del sistema de potència modern està cada vegada més influenciat per la dinàmica dels convertidors de potència. A nivell de generació, un gran volum d'energia eòlica i solar amb els seus convertidors de potència a gran escala està substituint els generadors síncrons convencionals. A nivell de transmissió, molts projectes de corrent continu d'alta tensió (HVDC) basats en la tecnologia Modular Multilevel Converter (MMC) s'encarreguen de transferir l'eòlica marina als centres de càrrega o interconnectar dues xarxes de CA per millorar la seguretat del subministrament. El nivell de consum també s'enfronta a una integració tan alta dels convertidors de potència, ja que les càrregues flexibles modernes, com ara vehicles elèctrics, accionaments de motors industrials i electrolitzadors d'hidrogen recents, es connecten al sistema elèctric mitjançant convertidors de potència. Aquesta transformació en els nivells de generació, transmissió i consum condueix a una dinàmica de potència que mai s'havia experimentat abans en els sistemes de potència convencionals.L'elevada penetració dels convertidors de potència pot provocar diversos reptes: reducció de la inèrcia total del sistema i de la potència de curtcircuit, excitació d'interaccions indesitjables entre llaços de control, reducció del marge d'estabilitat i pèrdua de dispositius en el context de fallada (FRT). Aquests reptes es poden abordar mitjançant ajustos adequats en els sistemes de control dels convertidors de potència.A nivell de transmissió, aquesta tesi se centra en la millora del comportament dinàmic dels sistemes HVDC. Es proposa una metodologia per estudiar l'estabilitat del senyal petit i avaluar les interaccions potencials que poden passar entre els bucles de control de dues estacions convertidores HVDC. A continuació, es desenvolupa un controlador multivariable basat en la pràctica de disseny H-inf per optimitzar el comportament dinàmic del sistema. Com a estudi de seguiment, s'adopta un enfocament de control de sintetització-mu per fer que el control HVDC sigui resistent a les variacions en la impedància de la xarxa de CA. En el context del rendiment FRT, el funcionament de falla del sistema HVDC es millora mitjançant les modificacions adequades als bucles de control MMC. Finalment, es realitza un breu estudi sobre el disseny de control de caiguda de tensió de CC en un sistema HVDC multiterminal.A nivell de generació, aquesta tesi investiga el comportament dinàmic del control de formació de xarxa durant esdeveniments de falla en un sistema d'energia de baixa inèrcia. Investiga la complicació relacionada amb els codis de xarxa existents i suggereix dos controls FRT per al suport de la tensió de CA durant la recuperació de fallades.Com a darrer pas, aquesta tesi avalua la viabilitat de càrregues flexibles modernes per proporcionar serveis de formació de xarxa a la xarxa elèctrica de baixa resistència. Com a exemple s'utilitza un electrolitzador d'hidrogen i les limitacions operatives relacionades amb la producció d'hidrogen estan vinculades a les funcionalitats de formació de la xarxa.

Autor/a: DAKIC, JOVANA
Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
Modalitat: Normal
Data de lectura: 02/12/2024
Director/a de tesi: GOMIS BELLMUNT, ORIOL | CHEAH MAÑÉ, MARC

Tribunal:
     PRESIDENT: ERGUN, HAKAN
     SECRETARI: BULLICH MASSAGUÉ, EDUARD
     VOCAL: RUEDA TORRES, JOSE LUIS
Resum de tesi: Assolir els objectius establerts per l'Acord de París requereix reduir a la meitat les emissions mundials de gasos d'efectehivernacle l'any 2030. Una part significativa de les tecnologies d'altes emissions s'hauria de substituir per alternatives zero obaixes en carboni en menys de sis anys. L'expansió de les energies renovables és crucial per a la transició cap a un paisatgeenergètic sostenible. Actualment, la indústria eòlica marina es troba a la vora d'una important expansió, considerada com unafont d'energia eficient a causa de les altes velocitats del vent al mar, la gran consistència i la manca d'interferències físiques quesón habituals a terra o d'estructures fetes per l'home. A més, els notables avenços tecnològics en la mida dels aerogeneradors iles potències fan que augmenti el volum de projectes i inversions. D'altra banda, les noves connexions de nombrosos inversorsa la xarxa aporten regles que canvien ràpidament en els codis de la xarxa i desafien la línia de temps de desenvolupament. Amés, les altes taxes d'inflació afecten els costos del projecte i frenen la transició energètica.La planificació precoç dels projectes eòlics marins és un dels passos principals que facilita la superació dels reptes esmentatsanteriorment. El benefici consisteix en desenvolupar un model digital d'un projecte potencial de central eòlica per poder anticiparles condicions futures i planificar a escala global. Per tant, aquesta tesi se centra a determinar solucions rendibles de sistemesde transmissió per a la integració de centrals eòliques offshore. Es desenvolupa una eina per permetre una avaluació exhaustivade les característiques tècniques i financeres clau de diferents tipus de configuracions de transmissió i l'avaluació de la viabilitat.En primer lloc, el focus és el disseny òptim dels sistemes de corrent altern d'alta tensió, incloent la minimització del cost amb unèmfasi especial en els avantatges d'instal·lar un reactor de cable mitjà. La coneguda rivalitat entre l'ús de sistemes de correntaltern d'alta tensió i de corrent continu d'alta tensió s'analitza en detall per a una sèrie de potències nominals de centralseòliques offshore i distàncies de la costa.A més, l'eina s'amplia amb la possibilitat de dissenyar el sistema per aconseguir el compliment de la potència reactiva del codi dexarxa. A més, es modela amb més detall la central eòlica marina, per tant s'estudia la màxima contribució dels aerogeneradors alsistema de transmissió. La col·laboració amb Vattenfall va permetre l'aplicació i validació de l'eina a partir de dades de projectesexistents i futurs.Finalment, s'investiga el disseny d'un nou sistema de transmissió que inclou la tecnologia de corrent altern de baixa freqüència.S'explica la conseqüència de la baixa freqüència en el dimensionament i el cost del sistema, alhora que inclou una gamma defreqüències no estàndard. A més, es presenta la comparació i la distància d'equilibri de les tres tecnologies.

Autor/a: DEL POZO GONZÁLEZ, HÉCTOR
Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
Modalitat: Normal
Data de lectura: 04/10/2024
Director/a de tesi: GOMIS BELLMUNT, ORIOL | DOMÍNGUEZ GARCÍA, JOSÉ LUIS

Tribunal:
     PRESIDENT: ANAYA LARA, OLIMPO
     SECRETARI: PRIETO ARAUJO, EDUARDO
     VOCAL: GEBRAAD, PIETER MARINUS OTTO
Resum de tesi: El enorme potencial en alta mar ha despertat un creixent interès entre empreses energètiques i propietaris d'instal·lacions de petroli i gas en els últims anys. Gràcies a importants avanços, han sorgit tecnologies flotants per desbloquejar el potencial en aigües profundes, on el recurs eòlic sol ser òptim. Tot i que la majoria dels sistemes en funcionament són actualment projectes pilot o parcs amb fins a 11 turbines, com és el cas de Hywind Tampen, es preveu que en els pròxims anys es materialitzi el desplegament a gran escala de parcs eòlics flotants. Aquest canvi cap a una integració més extensa de l'energia eòlica marina planteja reptes no només per al sector eòlic, sinó també pels sectors de transmissió i emmagatzematge d'energia, on l'hidrogen ha emergit com una tecnologia clau per proporcionar flexibilitat a l'excedent d'energia generada i competir en els mercats elèctrics i d'hidrogen/gas.No obstant això, la investigació sobre el desenvolupament i la operació òptima d'aquests centres energètics en alta mar encara és limitada. Queden moltes incògnites, com per exemple, com optimitzar els parcs eòlics flotants per reduir els seus costos? És òptima la seva combinació amb altres fonts d'energia, com l'energia de les onades? Quina és l'assignació òptima de l'energia eòlica flotant a l'hidrogen per a la seva operació?Aquesta tesi es proposa abordar el paradigma dels centres energètics en alta mar dominats per l'energia eòlica flotant i la seva potencial optimització i control, tant de forma individual com en combinació amb altres fonts d'energia existents, com l'energia de les onades o l'hidrogen, amb la finalitat de reduir el cost total de les instal·lacions i, en molts casos, aprofitar la mateixa infraestructura. Per aconseguir-ho, es recorre principalment a tecnologies flotants d'energia de les onades que es poden instal·lar prop de la costa i sistemes d'hidrogen reversibles mitjançant la tecnologia de cel·les d'òxid sòlid, permetent tant la producció d'hidrogen com la injecció bidireccional d'energia a la xarxa elèctrica a partir de l'hidrogen.Encara que aquesta tesi presenta estudis de cas conservadors per a una possible implementació per part dels Operadors del Sistema de Transmissió (TSO), no implica que aquestes configuracions siguin òptimes o que necessàriament seran les opcions implementades en l'àmbit industrial. Es centra principalment en estudis de cas amb dades de ubicacions al nord d'Espanya, però també explora el paradigma de les illes energètiques a Dinamarca. Aquests són els dos llocs d'implementació potencial estudiats en aquesta tesi. Les principals conclusions destaquen que la dinàmica de l'energia eòlica marina flotant requereix tècniques de control avançades que permetin l'optimització a llarg termini de la seva operació per evitar pèrdues de potència i allargar-ne la vida útil.

Autor/a: HEIN, THIEMO HARALD
Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
Modalitat: Normal
Data de lectura: 23/10/2024
Director/a de tesi: MONTESINOS MIRACLE, DANIEL | ACKVA, ANSGAR

Tribunal:
     PRESIDENT: ARNDT, BERNHARD
     SECRETARI: DÍAZ GONZÁLEZ, FRANCISCO
     VOCAL: BOHN, GUNTHER
Resum de tesi: Les cel·les de ions de liti són comunament utilitzades en una varietat d’aplicacions avui dia. Depenent dels requeriments de potència i energia de l’aplicació, diverses cel·les són interconnectades. A causa de factors intrínsecs i extrínsecs, els paràmetres de cada cel·la difereixen. Caracteritzar i monitoritzar els paràmetres individuals de cada cel·la durant l’operació i l’envelliment és un repte crític per optimitzar l’ús de la bateria. L’objectiu principal d’aquesta tesi és desenvolupar i avaluar una metodologia de caracterització precisa i robusta que determini la capacitat i l’estat de salut associat de cada cel·la connectada en sèrie en una bateria durant l’operació. El mètode proposat, anomenat Mètode d’Estimació de l’Estat de Salut d’Aprenentatge Iteratiu (ILEM-SOH), amplia l’ús convencional d’un sistema d’equilibratge actiu per obtenir informació addicional sobre les diferències de capacitat entre cel·les individuals, proporcionant així un nou enfocament per caracteritzar cel·les individuals connectades en sèrie. Per avaluar el mètode proposat, diverses cel·les són envellides sistemàticament en diversos tests.Conseqüentment, un segon aspecte important d’aquest treball és la investigació del comportament d’envelliment i la variació resultant de cel·la a cel·la. Primer, la capacitat i la resistència interna de 200 cel·les noves del mateix lot de producció són investigades i la variació inicial de cel·la a cel·la de paràmetres clau són calculades. D’aquest grup de cel·les, 8 cel·les són utilitzades per estudiar inicialment el comportament d’envelliment i el desenvolupament associat de la variació de paràmetres de cel·la a cel·la de cel·les connectades en sèrie. La configuració del test està dissenyada per minimitzar les influències del disseny de la bateria extrínseca en l’envelliment de la cel·la, que normalment no es poden excloure quan s’utilitzen bateries completament muntades.La contribució principal d’aquesta tesi és el desenvolupament d’un nou mètode d’aprenentatge iteratiu d’estimació de l’estat de salut. Aquest mètode es descriu en detall, incloent la topologia i l’algorisme del sistema d’equilibratge actiu aplicat. La metodologia proposada té com a objectiu proporcionar una estimació fiable de l’estat de salut mentre redueix la dependència del modelatge de cel·les individuals i, per tant, redueix el potencial d’errors degut a models inexactes, que és una limitació crítica de la majoria de mètodes convencionals. Una primera avaluació en condicions d’estat estacionari es realitza utilitzant les 8 cel·les envellides de l’estudi d’envelliment.Per avaluar en profunditat el nou ILEM-SOH, es realitzen dos tests d’envelliment a llarg termini, cadascun amb una bateria 12s1p, sota condicions variables. S’investiga el rendiment així com les limitacions del mètode i el maquinari d’equilibratge que poden sorgir a causa dels mecanismes d’envelliment canviants al llarg de la vida útil de les bateries. A més, els tests s’utilitzen per investigar els efectes de l’equilibratge actiu en el comportament d’envelliment de les cel·les connectades.El mètode proposat (ILEM-SOH) proporciona una bona precisió per gairebé tota la durada dels dos tests a llarg termini, malgrat les diferències significatives en els valors de l’estat de salut entre les cel·les. Una comparació amb un mètode d’estimació de l’estat de salut de referència també mostra que utilitzar les càrregues d’equilibratge d’un sistema d’equilibratge actiu proporciona una estimació més robusta que confiar únicament en els voltatges de cel·la mesurables.La tesi conclou amb un resum de tots els resultats i suggeriments per a una ulterior optimització i investigació.

Autor/a: LIU, YUMING
Enllaç a la tesi: http://hdl.handle.net/10803/691416
Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
Modalitat: Compendi de publicacions
Data de lectura: 26/01/2024
Director/a de tesi: RIBA RUIZ, JORDI ROGER | MORENO EGUILAZ, JUAN MANUEL

Tribunal:
     PRESIDENT: BERGAS JANE, JOAN GABRIEL
     SECRETARI: CAPELLI, FRANCESCA
     VOCAL: KADECHKAR, AKASH
Resum de tesi: En los últimos años se ha producido un aumento significativo del crecimiento de la demanda de electricidad. Este crecimiento requiere el reequipamiento de las líneas o el aumento de la capacidad de las líneas eléctricas existentes. Además, los conectores de subestación son componentes críticos, ya que su fallo de los conectores puede provocar cortes de servicio y afectar significativamente a la eficiencia de la transmisión de energía. Por lo tanto, es vital disponer de información en tiempo real sobre elementos clave de los sistemas eléctricos, como conectores y conductores, para garantizar la fiabilidad y eficiencia de los sistemas de transmisión de energía. Con este fin, el proyecto Smartconnector pretende combinar las TIC (Tecnologías de la Información y la Comunicación), el IoT (Internet of Things) y las tecnologías basadas en datos para estimar el estado de salud de los conectores de las subestaciones y aprovechar al máximo la capacidad de las líneas. En los últimos años, se han llevado a cabo varios proyectos de investigación para desarrollar un prototipo de conectores inteligentes de alta tensión, Smartconnector, con el fin de recopilar y transmitir de forma inalámbrica información de los conectores de potencia en tiempo real. Además, se ha propuesto un modelo de predicción que utiliza los datos recogidos para predecir por separado la vida útil restante de los conectores. Sin embargo, aún son necesarias mejoras, validación experimental y aplicación sobre el terreno para verificar la fiabilidad y viabilidad del prototipo Smartconnector. Además, es necesaria la aplicación sobre el terreno del dispositivo IoT tanto para los conectores como para los conductores. Esta tesis está dedicada al desarrollo, mejora y validación experimental del prototipo IoT y la extensión de su aplicación para aumentar aún más la eficiencia de los sistemas de transmisión de energía. Esta tesis se divide en dos partes, que incluye la optimización del prototipo Smartconnector y la extensión de su aplicación. Esta tesis mejora el sistema de gestión de energía, lo que ayuda a prolongar la vida útil del dispositivo. Dicha mejora, se basa en la captación de energía térmica junto con la estrategia de balance energético. Asimismo, esta tesis presenta desarrollos de algoritmos de filtrado estadístico para el procesamiento de datos. Los algoritmos propuestos se implementan finalmente en el sistema integrado del dispositivo Smartconnector, asegurando la precisión de las medidas continuas. Esta tesis también se centra en la aplicación del Smartconnector para la monitorización dinámica de la capacidad de la línea teniendo en cuenta las condiciones meteorológicas. En conclusión, esta tesis pretende aportar mejoras y desarrollos para el Smartconnector, así como abrir su aplicación a otros campos.

Autor/a: MARTÍNEZ FIGUEROA, GERARDO DE JESÚS
Enllaç a la tesi: http://hdl.handle.net/10803/690618
Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
Modalitat: Normal
Data de lectura: 26/02/2024
Director/a de tesi: CORCOLES LOPEZ, FELIPE | BOGARRA RODRIGUEZ, SANTIAGO

Tribunal:
     PRESIDENT: DE LEÓN, FRANCISCO
     SECRETARI: CANDELA GARCIA, JOSE IGNACIO
     VOCAL: GARCIA DE BURGOS, BELEN
Resum de tesi: El objetivo principal de esta tesis es desarrollar y validar modelos matemáticos simples pero suficientemente precisos para transformadores monofásicos y trifásicos, estimando sus parámetros a partir de pruebas de laboratorio simples y mediciones de campo, en particular, a partir de la información obtenida de la corriente de arranque.El proceso de energización de un transformador resulta en la generación de una corriente de arranque elevada debido a la saturación del núcleo del transformador. Esta corriente puede causar varios problemas, como disparos de protecciones y, consecuentemente, dejar fuera de servicio al transformador. La corrección de fallas en la red de transmisión también puede llevar a la saturación del transformador. Una parte de este trabajo tiene como objetivo desarrollar metodologías para la reducción de estas corrientes de arranque elevadas.En la literatura, se ha dedicado un gran esfuerzo a la modelización, identificación y análisis de transformadores eléctricos. La representación de un transformador puede ser muy compleja debido a los distintos tipos de configuraciones del núcleo y al gran número de parámetros del transformador, así como al hecho de que algunos de estos parámetros son no lineales e incluso dependientes de la frecuencia. Estos incluyen configuraciones de núcleo y bobina, inductancias propias y mutuas entre bobinas, flujos de dispersión, efecto pelicular y efecto proximidad en bobinas, saturación del núcleo magnético, ciclos de histéresis, pérdidas debidas a corrientes de Foucault y efectos capacitivos.Los materiales comúnmente utilizados en los núcleos de transformadores, como los materiales ferromagnéticos, exhiben permeabilidad magnética no lineal y suelen trabajar ligeramente saturados. El comportamiento de un núcleo no lineal está dado por la relación entre el campo magnético y la inducción magnética, conocida como curva de magnetización o de saturación. Existen diferentes formas de modelar el funcionamiento no lineal de un núcleo magnético, desde elementos finitos hasta funciones unievaluadas, pasando por modelos especialmente complejos como los modelos de histéresis de Jiles-Atherton o Preisach.Este trabajo se enfoca en modelos de baja frecuencia (hasta unos pocos kHz), cuyos parámetros reproducen en detalle aquellas situaciones en las que la no linealidad del circuito magnético influye significativamente en su comportamiento dinámico. Por ejemplo, la corriente de conexión puede ser predicha, para lo cual es necesaria la modelización o estimación del flujo residual. El ajuste de los parámetros se basará en mediciones experimentales a las cuales se aplicarán los algoritmos de ajuste desarrollados. Estas mediciones se obtendrán tanto en pruebas de laboratorio específicas como en registros transitorios de conexiones de transformadores conectados a la red de distribución.Aunque se han publicado artículos sobre transformadores durante más de setenta años, el alto número de publicaciones actuales sobre su modelización y los problemas derivados de su comportamiento no lineal es una indicación de que el problema no se ha resuelto satisfactoriamente y que sigue siendo relevante.

Autor/a: ORELLANA MONTAÑO, LUIS CARLOS
Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
Modalitat: Normal
Data de lectura: 19/06/2024
Director/a de tesi: SAINZ SAPERA, LUIS | PRIETO ARAUJO, EDUARDO

Tribunal:
     PRESIDENT: BONGIORNO, MASSIMO
     SECRETARI: EGEA ÁLVAREZ, AGUSTÍ
     VOCAL: BEERTEN, JEF JAN J.
Resum de tesi: Existe un esfuerzo global para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero para mitigar las consecuencias del cambio climático. La descarbonización del sector eléctrico ya está en marcha para cumplir con este objetivo. Una nueva matriz energética impulsada por los recursos de energía solar y eólica dominara los incrementos de la capacidad global. Estos recursos suelen estar conectados a la red de corriente AC por medio de convertidores de potencia, identificados como actores principales de la rápida expansión de las energías renovables y el desarrollo del sistema de transmisión.Los sistemas eléctricos modernos están creciendo en complejidad, caracterizados por el dominio de la electrónica de potencia como ser la tecnología VSC. Sin embargo, los VSCs también traen nuevos desafíos debido a los fenómenos oscilatorios causados por la interacción entre su control y la red. Estas oscilaciones pueden conducir a inestabilidades, especialmente en redes poco amortiguadas como se informa en la literatura. La estructura de control de los VSCs no es siempre conocida por la protección de la propiedad intelectual sobre el desarrollo de los controladores. Estudiar su comportamiento dinámico y su posible impacto en la red se está convirtiendo en una tarea cada vez más difícil.Es deseable contar con laboratorios de prueba más cercanos a la realidad para estudiar estos sistemas complejos; sin embargo, puede no ser factible debido al alto costo y los riesgos involucrados. Esto se puede abordar realizando simulaciones computacionales fuera de línea EMT de modelos de caja blanca y negra. Sin embargo, esta puede ser una larga y ardua tarea sin métodos adecuados que permitan evaluar la estabilidad del sistema e identificar los principales actores que podrían afectarlo. El desarrollo de métodos de dominio de frecuencia son actualmente de gran interés, ya que pueden utilizar curvas de impedancia en frecuencia obtenidas a partir de mediciones experimentales de modelos de caja negra o equipos reales. Sin embargo, este enfoque por sí solo no podría proporcionar todos los conocimientos necesarios para comprender la complejidad del sistema de potencia. Esto se puede complementar con simulaciones en tiempo real, donde se combinan simulación y equipo real. Una ventaja es que el equipo que no se puede incluir en una configuración de laboratorio por limitaciones prácticas sea simulado a cambio.Este documento aborda esta problemática, haciendo énfasis en el desarrollo de metodologías que se adapten al contexto actual y que simplifiquen el estudio de la estabilidad de sistemas modernos de potencia, tanto para estudios fuera de línea como en tiempo real. Las metodologías desarrolladas son evaluadas en el dominio frecuencial y que permiten estudiar los fenómenos oscilatorios en sistemas poco amortiguados.

Autor/a: RONCANCIO GUZMAN, JOSE ANDRES
Enllaç a la tesi: http://hdl.handle.net/10803/692497
Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
Modalitat: Normal
Data de lectura: 31/10/2024
Director/a de tesi: MONTAÑA PUIG, JUAN | LÓPEZ TRUJILLO, JESÚS ALBERTO

Tribunal:
     PRESIDENT: ARANGUREN FINO, DANIEL
     SECRETARI: RIBA RUIZ, JORDI ROGER
     VOCAL: FABRÓ TAPIA, FERRAN
Resum de tesi: Aquest treball de recerca se centra en la caracterització de les emissions òptiques generades per diversos processos de raigs, per tal de millorar la interpretació de les deteccions òptiques realitzades des de lespai. Les observacions es van fer al laboratori natural de raigs a Barrancabermeja, Colòmbia, on s'ha desplegat un conjunt d'instruments que complementen els mesuraments espacials. Durant la caracterització, es van identificar patrons específics a les emissions òptiques associats a diferents processos de raigs. Per exemple, algunes descàrregues presenten oscil·lacions en les seves emissions òptiques, possiblement relacionades amb la propagació inicial del líder en direcció vertical dins del núvol de tempesta i la seva transició posterior a una propagació horitzontal, fenomen observat tant en raigs intranúvol com núvol-terra. Així mateix, es van detectar raigs amb propagació ràpida (menys de 6 ms) que generen una forma d'ona característica a l'emissió òptica, acompanyada d'emissions VHF que són captades per xarxes de localització, mostrant una alta correlació amb la forma d'ona òptica. Pel que fa als líders que es propaguen cap avall als raigs núvol-terra, les seves emissions òptiques se superposen amb la llum detectada al llarg del canal, cosa que dificulta observar variacions òptiques que es correlacionin directament amb la seva propagació.A més, es va dur a terme una anàlisi detallada de les formes d'ona de les emissions òptiques de raigs amb corrent continu negatiu observades des de terra, a fi d'avaluar la capacitat de detecció de GLM (Geostationary Lightning Mapper) d'aquests corrents. La comparació dels senyals terrestres amb els espacials va permetre una millor comprensió de les diferències en les deteccions des de l'espai, especialment en relació amb la durada reduïda dels corrents continus reportats.Addicionalment, es va oferir suport terrestre al projecte ALOFT, una campanya de mesurament suborbital dedicada a investigar les emissions d'alta energia provinents dels núvols de tempesta. Per fer-ho, es va fer servir l'avió ER-2, que va volar a una altitud de 60.000 peus, equipat amb vuit instruments, inclosos un conjunt de 25 fotòmetres i dos detectors d'alta energia. Com a part del suport als mesuraments d'ALOFT, s'hi van instal·lar una estació LMA, un sensor d'alta energia activat per senyals de VHF, una antena de camp magnètic de LF i un interferòmetre a l'illa de Sant Andreu, Colòmbia.