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Aquest treball es divideix principalment en dues parts. En la primera s'explica el concepte de microxarxes, detallant la seva definició, les formes principals de classificació i desafiaments que comporten, així mateix, les possibles solucions. La segona part, partint de les problemàtiques exposades en la primera, es duu a terme una anàlisi l'estabilitat de tensió en un bus d'una xarxa elèctrica convencional en el qual es troba connectada una microxarxa la font de generació de la qual són panells solars. Per a aquest propòsit, s'ha utilitzat el mètode numèric iteratiu anomenat FSOLVE, que es troba integrat dins del programa MATLAB. Aquest mètode requereix del càlcul de cadascun dels paràmetres de tots els elements de la xarxa elèctrica, a més de realitzar la formulació del flux de càrregues. Per a poder contrastar els resultats obtinguts, s'utilitza un segon programa iteratiu conegut com a Newton – Raphson. En aquest segon mètode també es realitzen els mateixos càlculs que en el primer mètode, a diferència que aquest no ve inclòs en MATLAB., Este trabajo se divide principalmente en dos partes. En la primera se explica el concepto de microrredes, detallando su definición, las formas principales de clasificación y desafíos que comportan, asimismo, las posibles soluciones. La segunda parte, partiendo de las problemáticas expuestas en la primera, se lleva a cabo un análisis la estabilidad de tensión en un bus de una red eléctrica convencional en el cual se encuentra conectada una microrred cuya fuente de generación son paneles solares. Para este propósito, se ha utilizado el método numérico iterativo llamado FSOLVE, que se encuentra integrado dentro del programa MATLAB. Este método requiere del cálculo de cada uno de los parámetros de todos los elementos de la red eléctrica, además de realizar la formulación del flujo de cargas. Para poder contrastar los resultados obtenidos, se utiliza un segundo programa iterativo conocido como Newton – Raphson. En este segundo método también se realizan los mismos cálculos que en el primer método, a diferencia de que este no viene incluido en MATLAB., This paper is divided into two main sections. The first section provides an overview of microgrids, including their definition, the main forms of classification, and the challenges they present. It also discusses potential solutions. The second section builds on the insights from the first section. It begins by examining the problems highlighted in the first section. It then performs a voltage stability analysis on a conventional electrical network with a microgrid that uses solar panels as its generation source. For this purpose, the iterative numerical method known as FSOLVE, which is integrated into the MATLAB program, has been employed. This method necessitates the calculation of each of the parameters of all the elements of the electrical network, in addition to the formulation of the load flow. In order to provide a contrasting set of results, a second iterative program known as Newton-Raphson has been utilised. This second method also performs the same calculations as the first method, with the exception that it is not included in MATLAB.

Microgrids are small-scale electricity systems that can operate independently or be connected to the main electricity grid, composed of distributed energy sources, storage systems and consumptions. In recent years, they have become increasingly important due to their ability to improve the reliability of the electricity system, making them resilient by guaranteeing a continuous supply of energy in emergency situations. They also facilitate the integration of renewable energy into the grid, optimising the use of local resources and thus empowering local communities by allowing them to control their own energy generation and distribution, fostering local economic development and increasing energy security and reducing greenhouse gas emissions. In addition, their flexibility allows them to adapt quickly to changes in demand and generation conditions, thus optimising system operation and increasing system efficiency. In summary, microgrids are fundamental for the transformation towards more efficient, resilient and decentralised electricity systems in the transition to a more sustainable energy future. This doctoral thesis presents a system for monitoring, control and management of microgrids that allows to see in real time all the values of each of the elements of generation, storage systems and consumption that are part of it and to control those that allow it, by sending the desired operating instructions at all times. All the monitored data is stored in a database for subsequent analysis to define different energy management strategies to improve the operation of the microgrid. In addition, an alarm system has been developed that alerts the microgrid operator of any incident that occurs in the microgrid to reduce the response time in maintenance work and improve its operation., Las microrredes son sistemas eléctricos de pequeña escala que pueden operar de manera independiente o conectarse a la red eléctrica principal, compuestas por fuentes de energía distribuida, sistemas de almacenamiento y consumos. En los últimos años su importancia va en aumento debido a su capacidad para mejorar la fiabilidad del sistema eléctrico, otorgándoles resiliencia al garantizar un suministro continuo de energía en situaciones de emergencia. También facilitan la integración de las energías renovables en la red, optimizando el uso de recursos locales y empoderando por tanto a las comunidades locales al permitirles controlar su propia generación y distribución de energía, fomentando el desarrollo económico local y aumentando la seguridad energética y reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero. Además, su flexibilidad permite adaptarse rápidamente a cambios en la demanda y condiciones de generación, optimizando así la operación del sistema y aumentando su eficiencia. En resumen, las microrredes son fundamentales para la transformación hacia sistemas eléctricos más eficientes, resilientes y descentralizados en la transición hacia un futuro energético más sostenible. Esta tesis doctoral presenta un sistema de monitorización, control y gestión de microrredes que permite ver en tiempo real todos los valores de cada uno de los elementos de generación, sistemas de almacenamiento y consumos que forman parte de ella y controlar aquellos que lo permitan, mediante el envío de las consignas de operación deseadas en cada momento. Todos los datos monitorizados se almacenan en una base de datos para su posterior análisis que permita definir diferentes estrategias de gestión de la energía que mejoren el funcionamiento de la microrred. Además, se ha desarrollado un sistema de alarmas que avisa al operador de la microrred de cualquier incidencia que se produzca en la misma para reducir el tiempo de respuesta en las labores de mantenimiento y mejorar su funcionamient, Escuela de Doctorado, Doctorado en Ingeniería Industrial

Como parte de una búsqueda global activa de soluciones energéticas sostenibles, las embarcaciones de recreo buscan implementar sistemas de gestión de energía que puedan optimizar tanto el consumo como la producción de energía a bordo. Esta búsqueda está alineada con la creciente concienciación de la sociedad de la importancia de reducir las emisiones de carbono y mejorar la eficiencia energética en todos los sectores. Volviendo al sector náutico, este trabajo se centra en el análisis de la microrred off-grid de un catamarán Leopard 45. Para poder abordar con detalle el estudio de esta embarcación, se presenta de manera clara el panorama actual de la náutica de recreo por un lado seguido de las características y partes de los elementos que componen las microrredes aisladas. Después de haber presentado el estado del arte, se abordará el estudio donde se analizarán en primer lugar los datos recogidos de la instalación actual de la embarcación. Tras conocer el estado actual, se propondrán mejoras después de haber realizado simulaciones de posibles escenarios de consumos. Una vez obtenidos los resultados, se llegará a unas conclusiones sobre la embarcación que se podrán extrapolar al mundo de la náutica de recreo apoyándose en otros estudios realizados sobre distintas embarcaciones. De esta manera, los objetivos del trabajo se resumen en el análisis de la microrred a través del estudio de los diferentes elementos que la conforman y, posteriormente, un análisis de los datos extraídos de la instalación para poder estudiar diversos escenarios energéticos y, de esta manera, implementar mejoras en la instalación., As part of a global research effort towards sustainable energy solutions, leisure boats are looking to implement energy management systems that can optimise both energy consumption and production on board. This search is aligned with society’s growing awareness of reducing carbon emissions and improving energy efficiency in all sectors. In this context of adopting sustainable energy solutions, this study focuses on analysing the off-grid microgrid of a Leopard 45 catamaran. In order to approach the study of this boat in detail, a clear overview of the current leisure boating scenario is presented, followed by the characteristics and parts of the elements that make up islanded microgrids. After having presented the state of the art, the data registers from the vessel’s electric system will be analysed. After obtaining the results from the current state, improvements will be proposed after having carried out simulations of possible consumption scenarios. Once the results have been obtained, conclusions will be drawn about the boat that can be extrapolated to the world of leisure boating, based on other studies done on different boats. The objectives of the work can be summarised in the analysis of the microgrid through the study of the different elements that make it up and then an analysis of the data extracted from the electric system in order to study different energy scenarios in order to come up with improvements., Com a part d'una recerca global de solucions energètiques sostenibles, les embarcacions d’esbarjo treballen en la implementació de sistemes de gestió energètica per tal d'optimitzar el consum i la producció a bord. D'aquesta manera, s'aconsegueix una major autonomia mitjançant l'ús de fonts renovables com la solar i l'eòlica. En aquest marc de transició cap a solucions energèticament sostenibles, aquest treball se centra en l'anàlisi de la microxarxa off-grid d'un catamarà Leopard 45, amb l’objectiu de valorar-ne el rendiment i millorar-ne la seva autonomia energètica, així com reduir-ne l'empremta de carboni. Els objectius del treball inclouen l'anàlisi de la microxarxa mitjançant l'estudi dels diferents components que la conformen seguit d’una anàlisi de les dades recopilades de la instal·lació per explorar diversos escenaris energètics i, d'aquesta manera, implementar millores en la instal·lació.