Search

The penetration increase in distributed generators (DGs) into smart grids (SGs) will lead to new challenges, especially in protection systems. In the case of ring grids, the behavior of the short-circuit current is affected by DGs, and the medium voltage (MV) transformer connections significantly influence the changes; therefore, the protection strategies must be adapted for these scenarios. This study provides a comprehensive protection system for the MV distribution system (DS), including reconfigurable smart ring grids. The proposed protection methods contain three protection algorithms. The first protection algorithm relies on communication among all protective devices (PDs) in the grid, whereas the second protection method uses communication among PDs along the same line. Then, a third algorithm built on the local data of each PD is suggested as a backup to prevent communication issues and offer more reliable protection. MATLABTM SIMULINK simulations and experimental results on a scalable hardware grid were also employed to validate the protection algorithms., This work was supported by the Ningbo Natural Science Foundation Program with project code 2023J191., Peer Reviewed, Postprint (published version)

This paper introduces an FPGA-based implementation of a smart switch designed to avoid inrush currents occurring during the connection of single-phase transformers utilized in grid-connected photovoltaic (PV) systems. The magnitude of inrush currents is notably impacted by the residual flux within the transformer core and the precise moment of energization relative to the wave cycle. Alternative methods frequently hinge on intricate procedures to estimate residual flux. This challenge is adeptly circumvented by the innovative smart control system proposed herein, rendering it a cost-effective solution for grid-connected PV systems. The proposed solution for mitigating inrush current remains effective, even in the face of challenges with current and voltage sensors. This resilience arises from the system’s ability to learn and adapt by leveraging information acquired from the network., Peer Reviewed, Postprint (published version)

This review paper is a foundational resource for power distribution and management decisions, thoroughly examining short-term load forecasting (STLF) models within power systems. The study categorizes these models into three groups: statistical approaches, intelligent-computing-based methods, and hybrid models. Performance indicators are compared, revealing the superiority of heuristic search and population-based optimization learning algorithms integrated with artificial neural networks (ANNs) for STLF. However, challenges persist in ANN models, particularly in weight initialization and susceptibility to local minima. The investigation underscores the necessity for sophisticated predictive models to enhance forecasting accuracy, advocating for the efficacy of hybrid models incorporating multiple predictive approaches. Acknowledging the changing landscape, the focus shifts to STLF in smart grids, exploring the transformative potential of advanced power networks. Smart measurement devices and storage systems are pivotal in boosting STLF accuracy, enabling more efficient energy management and resource allocation in evolving smart grid technologies. In summary, this review provides a comprehensive analysis of contemporary predictive models and suggests that ANNs and hybrid models could be the most suitable methods to attain reliable and accurate STLF. However, further research is required, including considerations of network complexity, improved training techniques, convergence rates, and highly correlated inputs to enhance STLF model performance in modern power systems., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Este proyecto tiene como finalidad la realización de un estudio para la implementación de una instalación fotovoltaica destinada al autoconsumo en la Estación de Servicio y Gasolinera Sant Lluís, ubicada en Menorca, Islas Baleares, con el propósito principal de cubrir una parte significativa de la demanda energética mediante el uso de energía solar, promoviendo así el empleo de fuentes renovables en la región. Para llevar a cabo este proyecto, se realizará un análisis detallado de los consumos eléctricos, empleando la revisión de facturas eléctricas y el análisis de curvas de carga como herramientas fundamentales. Asimismo, se explorarán distintos criterios de diseño para optimizar la solución planteada y se realizarán diversas simulaciones utilizando software especializado. Finalmente, se procederá al dimensionamiento de la solución propuesta, con la selección precisa de los componentes necesarios, y se evaluarán los resultados en términos energéticos, económicos y ambientales para validar su viabilidad y eficacia.

Series-cascaded microgrids (SCMGs) indeed provide control flexibility and high-voltage synthesis capabilities. However, the power distribution in SCMGs based on distributed generation (DG) sources stays understudied. This paper proposes an SCMG topology using non-dispatchable DG sources and battery energy storage, with an integrated power-routing control. The objective is to address power distribution limitations and stabilize SCMG output voltages under varying conditions. A case study validates the control methodology, considering zero irradiation levels for photovoltaic (PV) and maximum power sharing. The battery modules play a crucial role by providing power, voltage support, and maintaining capacitor voltage at a reference value of a PVintegrated module. This is achieved through a third harmonic current injection in the fundamental frequency current, coupled with proportional power distribution using a third harmonic power signal. The effectiveness of the proposed SCMG topology and control is demonstrated through MATLAB/Simulink and hardware-in-loop analyses (Typhoon HIL). The results present an extended power distribution between series-cascaded DG sources-based units while ensuring stable SCMG output voltages, even in adverse conditions like PV module intermittency. Future work aims to extend the proposed topology to a ring/delta-connection SCMG, where third harmonic current aids power distribution among SCMG legs and between series-cascaded DG sources-based units., This work was supported by the Ministerio de Ciencia e Innovación under Grant PID2021-123633OB-C33., Peer Reviewed, Postprint (published version)

(English) The main objective of this thesis is to develop and validate simple but sufficiently accurate mathematical models for single-phase and three-phase transformers, by estimating their parameters from simple laboratory tests and field measurements, in particular, from the information obtained from the inrush current. The energizing process of a transformer results in the generation of a high inrush current due to the saturation of the transformer core. This current can cause several problems, such as protections tripping and consequently being out of service. Clearing faults in the transmission network can also lead to transformer saturation. A part of this work aims to develop methodologies for the reduction of these high inrush currents. In the literature, a great effort has been dedicated to the modeling, identification and analysis of electrical transformers. The representation of a transformer can be very complex due to the different types of core configurations and the large number of transformer parameters, as well as the fact that some of these parameters are nonlinear and even frequency dependent. These include core and coil configurations, self and mutual inductances among coils, dispersion fluxes, skin and proximity effects in coils, magnetic core saturation, hysteresis cycles, losses due to eddy currents, and capacitive effects. The materials commonly used in transformer cores, like ferromagnetic materials, exhibit non-linear magnetic permeability, and usually work slightly saturated. The behavior of a non-linear core is given by the relationship between the magnetic field and magnetic induction, known as the magnetization or saturation curve. There are different ways to model the nonlinear operation of a magnetic core, ranging from finite elements to single-valued functions, through especially complex models such as Jiles-Atherton or Preisach hysteretic models. This work is focused on low frequencies models (up to a few kHz), whose parameters repr, (Español) 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 l, Postprint (published version)

The trend toward Smart grid (SG) is increasing significantly by incorporating Distributed Generators (DGs), which leads to new challenges, especially in protection systems. SGs should strengthen robust environments against cybersecurity threats. So, the cybersecurity of future SGs is essential. This paper proposes a multi-layer protection scheme for the Medium Voltage (MV) Distribution System (DS), especially with reconfigurable SGs. The main protection algorithm is based on Artificial Intelligence (AI), utilizing the communication between all protective devices (PDs) in the grid, whereas as backup protection, another AI algorithm employs the communication between the PDs in the same line. Then, as alternative protection to provide the protection system with another level of security in case of communication issues or cyberattacks, a third algorithm based on the local data of each PDs is proposed. Both simulations using MATLAB SIMULINK and experimental results utilizing a scaled physical grid validated the protection algorithms. The scaled grid has been designed for the smart grid in order to test the behavior of the protection scheme experimentally., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Grid-connected photovoltaic (PV) power systems are one of the most promising tech- nologies to address growing energy demand and ecological challenges. This paper proposes smart switching to mitigate inrush currents during the connection of single-phase transformers used in PV systems. An effective inrush current mitigation contributes to the reliability of PV systems. The inrush current severity is influenced by the pseudorandom residual flux at the transformer core and the energization point-on-wave. The most common approach to avoid inrush currents is controlled connection, which requires prior knowledge of the residual flux. However, the residual flux can differ in each case, and its measurement or estimation can be impractical. The proposed smart switching is based on a comprehensive analysis of the residual flux and the de-energization trajectories, and only requires two pieces of data (fRM and f0, flux values of the static and dynamic loops when the respective currents are null), calculated from two simple no-load tests. It has a clear advantage over common approaches: no need to estimate or measure the residual flux before each connection, avoiding the need for expensive equipment or complex setups. Smart switching can be easily im- plemented in practical settings, as it considers different circuit breakers with distinctive aperture features, making it cost-effective for PV systems., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Current transformer saturation affects measurement accuracy and, consequently, protection reliability. One important concern in the case of overcurrent protections is the discrimination between faults and inrush current in power transformers. This paper presents an FPGA-based smart sensor to detect current transformer saturation, especially during inrush current conditions. Several methods have been proposed in the literature, but some are unsuitable for inrush currents due to their particular waveform. The proposed algorithm implemented on the smart sensor uses two time-domain features of the measured secondary current: the second-order difference function and the third-order statistic central moment. The proposed smart sensor presents high effectiveness and immunity against noise with accurate results in different conditions: different residual flux, resistive burdens, sampling frequency, and noise levels. The points at which saturation starts are detected with an accuracy of approximately 100%. Regarding the end of saturation, the proposed method detects the right ending points with a maximum error of a sample. The smart sensor has been tested on experimental online and real-time conditions (including an anti-aliasing filter) with accurate results. Unlike most existing methods, the proposed smart sensor operates efficiently during inrush conditions. The smart sensor presents high-speed processing despite its simplicity and low computational cost., Peer Reviewed, Postprint (published version)

With the increasing electrification of the transportation and mobility sectors, polymer insulation materials are inevitably exposed to harsher environments, including exposure to contamination, wide temperature ranges, operation at higher voltages and switching frequencies, and low-pressure environments. This paper reviews the tests to characterize the polymeric materials used in insulation systems for electric mobility applications, focusing on resistance to tracking. This paper also reports on the limitations of existing standard test methods and identifies the challenges and research needs to meet the increasing demands of the electric mobility industry. To this end, an evaluation of the scientific and technological state of the art is carried out through the analysis of theses, research articles, technical reports, manufacturers’ datasheets, international standards, and white papers., This research was funded by the Ministerio de Ciencia e Innovación de España, grant number PID2020-114240RB-I00 and by the Generalitat de Catalunya, grant number 2021 SGR 00392., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Al llarg d’aquest projecte, es presenta un proposta de disseny per a la instal·lació d’un sistema solar fotovoltaic de generació d’energia, amb l’objectiu d’abastir les necessitats de consum elèctric d’una nau industrial, situada en la localització de Cabrera de Mar. Inicialment, es comença amb una posada al dia sobre l’estat de l’art de les energies renovables i més en concret sobre la tecnologia solar fotovoltaica. A més, es fa una introducció dels diferents elements que composen una instal·lació fotovoltaica, mostrant els diferents tipus que es poden trobar, explicant la seva importància i mostrant quins són els beneficis i desavantatges de cada un. Abans de començar a decidir quina solució s’adopta, es realitza una descripció de l’activitat i característiques de la localització i coberta de la nau, sumat a un estudi dels consums anuals que disposa la nau. Aquest estudi de consums, es realitza en funció del mes de l’any, amb l’objectiu de tenir una estimació més acurada dels valors de generació i consums de la nau. Posteriorment es procedeix a la realització de la memòria tècnica del projecte, on es defineix la necessitat de les característiques del diferents components i la conseqüent selecció d’aquests, en funció dels càlculs realitzats i del compliment amb les normatives imposades en els diferents reglaments del territori espanyol. Finalment, s’inclou un anàlisis de l’impacte ambiental que suposa aquesta instal·lació i un estudi econòmic on s’avalua la viabilitat financera del projecte, detallant la inversió inicial necessària, els beneficis anuals que comporta i la identificació de diferents indicadors, per poder avaluar aquesta viabilitat

El motiu que impulsa aquest treball final de màster és realitzar un estudi sobre les sobretensions transitòries general, centrant-se especialment en les d’origen atmosfèric, donat que són les més comunes i les que poden generar una major quantitat de pèrdues econòmiques, analitzant com es generen i els mètodes principals per reduir-les disponibles al mercat. Com a part pràctica, es farà un estudi sobre com protegir contra aquest fenomen un parc de generació elèctrica de plaques fotovoltaiques. El motiu de seleccionar aquesta tipologia d’instal·lació es dona per la gran expansió de construcció d’aquests tipus d’infraestructures, i també perquè al ser instal·lacions aïllades sense altres elements al voltant tenen una major exposició a rebre una descàrrega directa de llamp o propera, i per tant ser susceptible de patir aquestes sobretensions

El present projecte té com a finalitat l’estudi i l’execució d’una instal·lació de plaques fotovoltaiques a la coberta d’una casa unifamiliar, situada al C/Catalunya nº20 de Cervelló, al Baix Llobregat. Tanmateix, es pretén fer una comparativa de diversos sistemes per instal·lar, finalment, el més eficient. És un projecte dirigit a un particular, interessat en reduir el seu consum elèctric i conseqüentment, disminuir la quantitat de CO2 que es produeix en la generació d’energia elèctrica per part de les companyies generadores. La idea és implementar aquests sistemes el màxim possible, en un temps relativament curt. Les millores tecnològiques i les condicions cada cop més adverses a l’ecosistema, fan d’aquesta opció la més rentable a llarg termini en aquests moments. Les possibilitats d’autoconsum que generen aquests sistemes són cada cop més a l’abast del petit client o usuari final, i això garanteix un futur a aquest tipus de renovables. El primer apartat d’aquest projecte després de totes les descripcions introductòries, tracta la influència de les càrregues suportades per la teulada i per l’estructura de la instal·lació. Amb uns conceptes marcats per les normatives actuals descrites al CTE, s’obté uns resultats favorables per poder dur a terme el disseny proposat. Un cop s’ha analitzat que les càrregues màximes admissibles superen les càrregues del sistema, es justifiquen; per un costat, les pèrdues produïdes pel sistema contemplant orientació, inclinació i ombres i, per l’altre, la quantitat d’energia requerida per aquest habitatge. A continuació, es presenta tot un seguit de condicions de seguretat i salut a seguir per part de totes les parts implicades a l’execució de l’obra. És important conèixer les preparacions prèvies a la instal·lació, les mesures de seguretat d’abalisament i de proteccions individuals i comunes i sobretot, els riscos als que s’exposen. Tot això té com a objectiu eliminar accidents per irresponsabilitats i reduir al màxim els accidents po

Aquesta tesi, titulada ”Estudi i Modelització d’Arcs Elèctrics en Aeronaus”, representa un aprofundit examen de les dinàmiques dels arcs elèctrics, un fenomen de gran rellevància en el context de la seguretat elèctrica en aeronaus. Aquest resum ofereix una visió concisa del contingut i la naturalesa d’aquest treball, destacant els principals objectius, mètodes, resultats i conclusions obtinguts al llarg d’aquesta investigació. El principal objectiu d’aquest projecte era millorar la seguretat en aeronaus mitjançant la comprensió i la predicció del comportament dels arcs elèctrics en el seu sistema elèctric. Això implicava la cerca d’un model matemàtic precís i la identificació de relacions clau entre paràmetres com la distància entre els elèctrodes i les mesures de tensió i corrent. Aquest estudi va fer ús d’enfocaments multidisciplinaris, combinant principis de l’enginyeria elèctrica, la matemàtica i la simulació computacional. Es va provar un model matemàtic complex per a l'anàlisi del comportament dels arcs elèctrics. Tot fent servir dades recopilades en un projecte previ, les quals van ser analitzades per validar el model. S’han utilitzat eines de programari com MATLAB, juntament amb Microsoft Word i Excel per a l'organització de dades i la redacció del treball. Els resultats d’aquesta tesi indiquen que el model matemàtic emprat proporciona resultats precisos. Es va observar que els errors de les mesures de tensió i corrent (RMSE) eren baixos, validant així la idoneïtat del model. Una observació clau va ser que els errors disminueixen amb l’augment de la distància entre els elèctrodes, alhora que la tensió augmentava amb aquesta distància. Això suggereix una relació important entre la geometria de l’arc elèctric i el seu comportament elèctric. En resum, aquesta tesi ha assolit els seus objectius principals, oferint una comprensió més profunda dels arcs elèctrics. El model matemàtic és una eina valuosa per a la identificació i prevenció d’incidents relacionats amb

Aquest projecte es tracta de dissenyar i dimensionar de nou el cablejat d’un habitatge construït l’any 1985, incorporant una instal·lació solar fotovoltaica i una instal·lació solar tèrmica. A la memòria i als annexos es poden trobar tots els càlculs i les justificacions de per què s’ha escollit un element o un altre i quines normatives apliquen en cada cas. Cada sistema ha de tenir un seguit de proteccions per a garantir el seu correcte funcionament i evitar comprometre la seguretat del sistema i dels usuaris en cas d’alguna falla. Respecte a la instal·lació elèctrica de l’habitatge, s’ha dut a terme una instal·lació avançada, amb un total d’onze línies elèctriques. També, es duu a terme un estudi de càrregues tèrmiques per a conèixer quina és la demanda de calefacció teòrica i es compara amb les dades reals del consum d’energia. Amb la finalitat de calcular les instal·lacions adequadament, es realitza una simulació del consum que té cada element present a l’habitatge i s’utilitza el mètode dels graus dia per a poder distribuir el consum per a cobrir la demanda de calefacció i la demanda d’aigua calenta sanitària d’una manera raonable. El projecte finalitza amb una anàlisi del seu impacte en els Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS), el pressupost de tot el projecte incloent els materials a emprar i el muntatge de cada instal·lació, i es conclou amb la viabilitat econòmica d’aquest. Les conclusions han estat bastant negatives, s’ha considerat que el sistema solar tèrmic no és beneficiós i el sistema solar fotovoltaic implementat d’acord amb les restriccions del client no és gaire rendible, es triga gairebé deu anys a amortitzar

Humanity faces important challenges concerning the optimal use, security, and availability of energy systems, particularly electrical power systems and transmission lines. In this context, data-driven predictive maintenance plans make it possible to increase the safety, stability, reliability, and availability of electrical power systems. In contrast, strategies such as dynamic line rating (DLR) make it possible to optimize the use of power lines. However, these approaches require developing monitoring plans based on acquiring electrical data in real-time using different types of wireless sensors placed in strategic locations. Due to the specific conditions of the transmission lines, e.g., high electric and magnetic fields, this a challenging problem, aggravated by the harsh outdoor environments where power lines are built. Such sensors must also incorporate an energy harvesting (EH) unit that supplies the necessary electronics. Therefore, the EH unit plays a key role, so when designing such electronic systems, care must be taken to select the most suitable EH technology, which is currently evolving rapidly. This work reviews and analyzes the state-of-the-art technology for EH focused on transmission lines, as it is an area with enormous potential for expansion. In addition to recent advances, it also discusses the research needs and challenges that need to be addressed. Despite the importance of this topic, there is still much to investigate, as this area is still in its infancy. Although EH systems for transmission lines are reviewed, many other applications could potentially benefit from introducing wireless sensors with EH capabilities, such as power transformers, distribution switches, or low- and medium-voltage power lines, among others., This research was funded by Ministerio de Ciencia e Innovación de España, grant number PID2020-114240RB-I00 and by the Generalitat de Catalunya, grant number 2017 SGR 967., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

En el proyecto de las instalaciones eléctricas de una electrolinera, se pretende diseñar el sistema eléctrico de una electrolinera en entorno aislado, con aporte de energía solar fotovoltaica y conectada a red. Las instalaciones que son objeto de este proyecto van desde la acometida de media tensión subterránea que alimenta el transformador, hasta la instalación de baja tensión que suministra a los cargadores. En el proyecto se hará una descripción de las instalaciones y de los elementos que las componen, se calculará el sistema eléctrico de la electrolinera y se realizará un estudio de la instalación fotovoltaica. La electrolinera estará formada por una cubierta de paneles fotovoltaicos a modo de techo que cubrirá, tanto a los vehículos que precisen una recarga, como los propios cargadores de vehículos eléctricos.

Lately, adequate protection strategies need to be developed when Microgrids (MGs) are connected to smart grids to prevent undesirable tripping. Conventional relay settings need to be adapted to changes in Distributed Generator (DG) penetrations or grid reconfigurations, which is a complicated task that can be solved efficiently using Artificial Intelligence (AI)-based protection. This paper compares and validates the difference between conventional protection (overcurrent and differential) strategies and a new strategy based on Artificial Neural Networks (ANNs), which have been shown as adequate protection, especially with reconfigurable smart grids. In addition, the limitations of the conventional protections are discussed. The AI protection is employed through the communication between all Protective Devices (PDs) in the grid, and a backup strategy that employs the communication among the PDs in the same line. This paper goes a step further to validate the protection strategies based on simulations using the MATLABTM platform and experimental results using a scaled grid. The AI-based protection method gave the best solution as it can be adapted for different grids with high accuracy and faster response than conventional protection, and without the need to change the protection settings. The scaled grid was designed for the smart grid to advocate the behavior of the protection strategies experimentally for both conventional and AI-based protections., This work is supported by Li Dak Sum Innovation Fellowship Funding (E06211200006) from the University of Nottingham Ningbo China., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Tesi amb diferents seccions retallades per drets de l'editor, This doctoral thesis has been developed to provide a new point of view and a new approach to the analysis and study of uncontrolled bridge rectifiers. The methodology developed has been generalized to extend the study to an m-phase system, applicable for both balanced and unbalanced systems. It is possible to quickly obtain an analytical formulation to calculate the average voltage for balanced systems. However, there are multiple formulations for unbalanced systems, and, in general, it is not easy to be applied. For this reason, an easy-to-apply formulation has been determined to calculate the average voltage, using the perimeter of the convex polygon defined by the ends of the phase voltages of the power supplies. As the convexity condition is necessary for its application, it has been determined that this approach is related to one of the formulas proposed by Cauchy. This formula determines the average width of a convex body, which has made it possible to relate the average width to the average voltage and the convex body to the convex polygon defined by the maximum stresses. The relationship with vision systems also has been observed. The projections and average widths in a rotation are used, for example, to determine the section of bones, veins, and muscles, which is the basis of the Computed Tomography (CT) scan. It is important to highlight the close relationship between the Couchy formula and the application to the CT scan. However, the proposed method has some differences from Cauchy's. While the Cauchy formulation applies to a body that must be derivable at all points, the proposed formulation applies to a convex polygon with no equal derivative at the vertices since the derivatives are different from the right than from the left vertex. This new method, called the Phasorial Convex Hull Method, has been published in the article "Average value of DC-link output voltage in multi-phase uncontrolled bridge rectifiers under supply voltage balance and unbalance, Aquesta Tesi doctoral ha estat elaborada amb l’objectiu d’aportar una nova visió i un nou enfocament a l’anàlisi i a l’estudi de rectificadors en pont no controlats. La metodologia desenvolupada s’ha generalitzat per tal d’estendre l’estudi a un sistema m-fàsic, essent aplicable tant per sistemes equilibrats com per sistemes no equilibrats. És possible obtenir de forma senzilla una formulació analítica pel càlcul de la tensió mitja per a sistemes equilibrats (igual mòdul i desfasament), però hi ha múltiples formulacions per als sistemes desequilibrats (diferent mòdul i/o desfasament), i en general d’aplicació complexa. És per aquest motiu que s’ha determinat una formulació de fàcil aplicació que permet determinar la tensió mitja amb el perímetre del polígon convex definit pels extrems de les tensions de fase de les fonts d’alimentació dividit pel número “pi”. Com per la seva aplicació, la condició de convexitat és necessària, s’ha determinat que aquest plantejament té relació amb una de les fórmules proposades per Cauchy. Aquesta formula determina l’amplada mitja d’un cos convex, i s’ha relacionat l’amplada mitja amb el voltatge mig, i el cos convex amb el polígon convex definit per les tensions màximes. També s’ha observat la relació que té amb els sistemes de visió, i com a partir de les projeccions i amplades mitges en una rotació es pot determinar per exemple la secció dels ossos, venes i muscles, que és la base del TAC. S’ha de destacar la relació estreta que hi ha amb la fòrmula de Couchy i l’aplicació al TAC. No obstant, el mètode plantejat presenta algunes diferències amb el de Cauchy. Mentre que la formulació de Cauchy s’aplica a un cos que ha de ser derivable en tots els punts, la formulació que s’ha desenvolupat s’aplica a un polígon convex que no té igual derivada en els vèrtex, ja que són diferents des de la dreta que des de l’esquerra del vèrtex. Aquest nou mètode que s’ha denominat “Phasorial Convex Hull Method” ha estat publicat a l’article titulat, Postprint (published version)

Battery energy storage systems and multilevel converters are the most essential constituents of modern medium voltage networks. In this regard, the modular multilevel converter offers numerous advantages over other multilevel converters. The key feature of modular multilevel converter is its capability to integrate small battery packs in a split manner, given the opportunity to submodules to operate at considerably low voltages. In this paper, we focus on study of potential SMs for modular multilevel converter based battery energy storage system while, keeping in view the inconsistency of secondary batteries. Although, selecting a submodule for modular multilevel converter based battery energy storage system, the state of charge control complexity is a key concern, which increases as the voltage levels increase. This study suggests that the half-bridge, clamped single, and full-bridge submodules are the most suitable submodules for modular multilevel converter based battery energy storage system since, they provide simplest state of charge control due to integration of one battery pack along with other advantages among all 24 submodule topologies. Depending on submodules analysis, the modular multilevel converter based battery energy storage system based on half-bridge submodules is investigated by splitting it into AC and DC equivalent circuits to acquire the AC and DC side power controls along with an state of charge control. Subsequently, to validate different control modes, a downscaled laboratory prototype has been developed., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Este proyecto pretende abordar una problemática actual. La Comisión Europea ha puesto fecha para el fin de la producción de vehículos de gasóleo y gasolina, por lo que la única alternativa de la industria automovilística recae sobre el vehículo eléctrico y el vehículo de hidrógeno. Este proyecto se divide en dos partes. En primer lugar, se llevará a cabo el proyecto de realización de una planta fotovoltaica de 10 MW, teniendo en cuenta que esta planta solar abastecerá a una planta de generación de hidrógeno verde. Esta primera parte se centrará en primer lugar en seleccionar la ubicación de la planta solar. En segundo lugar, se realizará el dimensionado de la planta, seleccionando elementos como pueden ser los módulos fotovoltaicos, las protecciones, la instalación de puesta a tierra y la selección del transformador. En segundo lugar, se pretende realizar un estudio de viabilidad económica de la generación de hidrógeno verde para su uso como combustible vehicular, teniendo en cuenta los costes de generación, transporte y distribución. Este estudio se llevará a cabo planteando dos escenarios, en los que se trabajará con dos precios de energía distintos. La finalidad de este estudio consistirá en poder realizar una estimación sobre los precios de venta del hidrógeno como combustible vehicular y por lo tanto deducir si el coste será viable en el mercado. Este proyecto de diferencia de otros tantos gracias a la segunda parte del trabajo. Como se ha explicado anteriormente la fecha limite dictaminada por la Comisión Europea se ha fijado en 2035, debido al gran secretismo entorno al sector, es difícil encontrar información de forma detallada, por lo que será realmente interesante conocer esos datos.

L’objectiu d’aquest projecte és el càlcul i la distribució física de la instal·lació elèctrica i la instal·lació de plaques solars per tal de modernitzar les infraestructures del pavelló esportiu Sa Blanca Dona, situat en el carrer de Raspallar, S 15, de la ciutat d’Eivissa de les Illes Balears. El pavelló està format per un aparcament, amb vuit places de recàrrega per a vehicles elèctrics, una cafeteria, la pista esportiva interior, un magatzem, una sala de màquines, quatre vestuaris de jugadors, dos vestuaris d’àrbitres, una sala de gimnasia, una sala de musculació i una sala de conferències. Per aquest pavelló només es canviará l’instal·lació elèctrica a partir del comptador, és a dir, el primer canvi serà la derivació individual del pavelló i també es contruirà una planta solar per reduïr el subministrament d’energia provinent de la xarxa elèctrica. A més, s’instal·laran bateries, que es carregen amb les plaques solars, per fer front al subministrament d’energia en cas d’emergència. Aquesta nova instal·lació elèctrica i la planta solar són la resposta a la necessitat que té el pavelló per adaptar-se a les noves necessitats que demanden els usuaris del pavelló esportiu i fer una infraestructura més eficient energèticament i sostenible per tal de reduir les emissions de gasos contaminants a l'atmosfera. En el present projecte s’inclouran tots els càlculs per determinar les característiques de la instal·lació elèctrica i la instal·lació fotovoltaica, l’impacte medi ambiental que tendrà la planta solar, el cost total que tindrà la modernització de les infraestructures i l’amortització de la instal·lació fotovoltaica, la disposició física de la nova instal·lació, que es pot observar en els plànols, i un plec de condicions tècniques, que ens determinaran les característiques tècniques de cada un dels elements que conformen les noves instal·lacions del pavelló esportiu., The aim of this project is the calculation and the physical display of the electrical installation and the installation of solar panels in order to update the Sa Blanca Dona sports hall’s infrastructure, located in Raspallar street, S 15, the city of Eivissa, Balearic Islands. The sports hall has a car park, where there are eight electrical vehicles charging spots, a cafeteria, an indoor sport court, a warehouse, a machine room, four locker rooms for the players, two locker rooms for the referees, a gymnastics room, a gym room and a conference room. The changes for this sports hall starts in the electric meter, the first modification will be the individual diversion. There will be an installation of a solar plant, in order to reduce the energy from the electrical supply system. Moreover, we will install batteries, which are charged through the solar panels, to get energy from them in an emergency case. These new electrical and solar installations are the reaction to the new needs of the users of the sports hall and making a more energy efficient infrastructure and reducing the greenhouse emissions to the atmosphere. This project contains all the calculations to define the main characteristics of the electrical and photovoltaic installation, the environmental impact of the solar plant, the total cost of this sports hall renewal and the solar plant’s amortization, the physical display of the new installations, which can be seen in the sketches, and technicals sheets, which indicates the technical characteristics of every element of the installation should have.

This paper deals with voltage unbalances and how they can be quantified according to the standards. Firstly, a comparison between the different unbalance voltage factors is conducted in order to remark on their divergences. Secondly, according to the standard that better represents the phenomenon, i.e., EN 50160, a new methodology is proposed to quantify the voltage unbalance factor (VUF). In order to do so, it is recommended to measure the voltage unbalance in three-phase installations by means of a new smart sensor based on a single voltage sensor, which measures the direct-current (DC) voltage at the output of a three-phase diode bridge rectifier, while current methods make use of three voltage sensors (which can measure either phase-to-neutral voltages or phase-to-phase voltages). Furthermore, both simulation and experimental results have been carried out to validate the proposed methodology. Finally, a new voltage unbalance factor (and the corresponding methodology to obtain it from the measured DC voltage) is proposed., This research was funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation, grant number PID2021-123633OB-C33., Peer Reviewed, Postprint (published version)

The aim of this paper is to analyze the situations in which distributed power generation systems (DPGSs) based on renewable energy sources (RESs) can be controlled when operating under voltage sags. Analytical models for both solar photovoltaic (PV) system and doubly-fed induction generator (DFIG)-based wind turbine (WT) written in the complex form of the Park variables are given. Three kinds of control for the grid-side converter (GSC) of a PV system are compared: constant forward voltage control (CFVC), balanced positive -sequence control (BPSC) and the proposed BPSC with grid code requirements (BPSC-GCR). Regarding the rotor-side converter (RSC) of a DFIG-based WT, its controllability is studied considering three different-sized DFIG-based WT units: 6 MW (offshore), 2 MW (onshore) and 7.5 kW (setup). The converter limits are also considered. Simulations carried out in MATLAB reveal that a RES-based DPGS can achieve fault ride-through (FRT) when subject to a certain fault (i.e., with a specific duration and depth), but it may be uncontrollable for different-sized units operating under different faults without considering the grid code requirements. Finally, experimental results prove the robustness of the BPSC-GCR method to let GSCs of PV systems achieve FRT under sags., Peer Reviewed, Objectius de Desenvolupament Sostenible::11 - Ciutats i Comunitats Sostenibles, Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant, Postprint (author's final draft)

A new methodology based on the shadow projection has been developed to study any multipulse rectifier's dynamic behavior under balanced and unbalanced conditions. The proposed methodology calculates the DC average voltage and instantaneous values under balanced and unbalanced supply voltage conditions for multiphase Transformer Rectifier Units (TRUs). The calculation of the developed algorithms is more practical than the classical methods and other approaches based on Fourier series or symmetrical components that are difficult to apply under unbalanced conditions. Furthermore, classical methods are not simple to determine the limits of the integrals and calculate them to obtain the average value, so a more friendly and practical methodology has been developed to analyze rectifiers operating under supply voltage sags. This new methodology has been validated by simulation for a 12-pulse TRU in series and parallel connections, and it has also been validated for a 36-pulse TRU in parallel connection using interphase inductors. The accuracy of the calculations is validated by the experimental results for 12-pulse TRUs, series, and parallel connection, and 18-pulse TRU in series connection., This work was supported by the research project ‘‘Estabilidad de redes MVDC integrando tecnologías de energías renovables, almacenamiento de energía y convertidores de fuente de impedancia,’’ by the Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades and European Union, under Grant RTI2018-095720-B-C33., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Distributed Generators (DGs) are sensible to voltage sags, so the protection devices must trip fast to disconnect the faulted part of the grid. The DG disconnection will not be desirable in the near future with a large penetration, so it will be necessary to lay down new requirements that should be based on avoiding unnecessary disconnections. Therefore, to prevent unnecessary tripping when inverter-based DGs are connected to the Medium Voltage (MV) grid, reliable and effective protection strategies need to be developed, considering the limited short-circuit current contribution of DG. The initial goal of this study is to employ different possible control strategies for a grid-connected inverter according to the Spanish grid code and to analyze the output voltage behavior during symmetrical and unsymmetrical voltage sags. The analytical development of the proposed strategies shows the impacts of the sag on currents, voltages, active and reactive powers. Another goal of this research is to propose a protection strategy based on Artificial Intelligence for a radial or ring distribution system with high DG penetration. The protection strategy is based on three different algorithms to develop a more secure, redundant, and reliable protection system to ensure supply continuity during disturbances in ring and radial grids without compromising system stability. In order to classify, locate and distinguish between permanent or transient faults, new protection algorithms based on artificial intelligence are proposed in this research, allowing network availability improvement disconnecting only the faulted part of the system. This research introduces the innovative use of directional relay based on a communication system and Artificial Neural Network (ANN). The first algorithm, Centralize algorithm (CE), collects the data from all the PDs in the grid in the centralized controller. This algorithm detects the power flow direction and calculates the positive-sequence current of, El objetivo inicial de este estudio es emplear diferentes estrategias de control posibles para un inversor conectado a la red segun el código de red español y analizar el comportamiento de la tensión de salida durante caídas de tensión simétricas y asimétricas. El desarrollo analítico de las estrategias propuestas muestra los impactos de los huecos de tensión en las corrientes, tensiones, potencias activas y reactivas. Otro objetivo de esta investigación es proponer una estrategia de protecclón basada en lnteligencia Artificial para una red del Sistema de Distribución, radial o en anillo, con elevada penetración de Generación Distribuida. La estrategia de protección se basa en tres algoritmos diferentes para desarrollar un sistema de protección más seguro, redundante, y fiable, que asegure la continuidad de suministro durante perturbaciones en redes radiales o en anillo sin comprometer la estabilidad del sistema. Para clasificar, localizar y distinguir entre faltas permanentes o transitorias, se proponen en este trabajo nuevos algoritmos de protección basados en inteligencia artificial, permitiendo la mejora de la disponibilidad de la red, al desconectar sólo la parte del sistema en falta. Esta investigación introduce la innovación del uso del rele direccional basado en un sistema de comunicación y Redes Neuronales Artificiales (ANN). El primer algoritmo, Algoritmo Central (CE), recibe los datos de todos los PDs de la red en un control central. Este algoritmo detecta la dirección de flujo de cargas y calcula la corriente de secuencia positiva de todos los PDs de la red. El entrenamiento de ANNs incluye variaciones en la corriente de cortocircuito y la dirección del flujo de potencia en cada PD. Los beneficios mas significativos de este sistema son que concentra la seguridad total del sistema en un único dispositivo, lo que puede facilitar el control de la seguridad del sistema. Sin embargo, el CE no determinara con precisión la localización exacta de la falta si hay, Postprint (published version)

El sector automovilístico está sufriendo un cambio respecto a la oferta de vehículos. La mayoría de marcas están apostando por campañas de oferta en las que resaltan el uso de vehículos eléctricos o híbridos enchufables. Parece que todo indica que empieza el relevo generacional de los vehículos clásicos de combustión por estos modelos con menores emisiones. Pero para poder llegar a dar este gran paso se necesita incrementar la infraestructura de puntos de recarga en todo el mundo. Para realizar este proyecto se realiza un estudio de los tipos de puntos de recarga para encontrar el más adecuado, sumado a toda la instalación eléctrica que le sigue para poder llevar a cabo su instalación y correcto funcionamiento. También se estudia su posible ubicación y simulado como encajaría llevado a la práctica la instalación El objetivo de este estudio es llevar a cabo un proyecto de instalación de un punto de recarga rápido en una estación de carretera cercano a un punto de alta afluencia de tráfico de vehículos dentro del territorio de Cataluña, teniendo en cuenta la existencia de otros puntos de recarga ya existentes en este territorio y dando soporte a zonas que no dispongan de uno de estos en un rango cercano. de esta estación de recarga. Todo ello nos lleva a observar la viabilidad del proyecto y tener los resultados necesarios para poder llevarlo a cabo. Teniendo todos los datos en cuenta, hay que resaltar la capacidad y viabilidad de reproducir proyectos como el realizado en este estudio, con adaptaciones respecto las previsiones de cargas de cada caso, y teniendo en cuenta las velocidades de cargas deseadas por el instalador de los puntos de recarga.

El objetivo de este proyecto pretende probar que una fábrica puede ser alimentada mediante y únicamente con energía proveniente energías renovables, partiendo de esta hipótesis, el trabajo se centrará en comprobarla, en caso de no cumplirse, ver en qué porcentaje puede ayudar hacer una instalación para compensar un gasto de electricidad consumida de la red. Se realizará el diseño del sistema eólico necesario

In this thesis, a grid-connected PV system that uses a QZSI is studied, modelled and simulated using the Simulink module in the software Matlab, after conducting research on the electrical devices involved as well as on the control algorithms re-quired. The final model has been found to be stable for all irradiances studied with and without MPPT, presenting low error compared to theoretical values and an effi-ciency above 90%, concluding that the overall performance is satisfactory. However, there is room for improvement to reduce oscillations on the output current.

La tendència ascendent de les instal·lacions fotovoltaiques d’autoconsum a Espanya ha vingut donada gràcies, en part, a l’abolició del peatge de suport per part del Real Decret Llei 15/2018 i a la regulació de les condicions d’aquest tipus d’energia per part del Real Decret 244/2019. A partir d’aquí, amb l’objectiu de col·laborar en la sostenibilitat dels recursos amb l’ús d’energia neta, com són les renovables, i de reduir la factura de l’electricitat, es proposa una instal·lació fotovoltaica de 50 kW nominals connectada a la xarxa en la modalitat d’autoconsum amb excedents amb compensació. Primer, es descriuen les característiques tècniques i s’elegeixen i dimensionen els distints elements que conformaran la planta fotovoltaica, considerant els aparells elèctrics i electrònics del sistema i l’estructura de sustentació dels panells. Un cop coneguts els elements i la seva connexió, es realitza una estimació de l’energia produïda pel camp solar mitjançant el programa de la comissió europea PVGIS. A partir d’aquí, s’estima el consum mitjà anual de l’establiment, el qual es compara amb els valors de producció obtinguts per poder estudiar la rendibilitat del sistema. Per l’estudi de la viabilitat econòmica del sistema es realitza un VAN i s’obté el benefici, el qual fa referència a l’estalvi en el pagament de la factura. Mitjançant aquest s’obté el TIR, el ROI i els anys d’amortització de la instal·lació. Finalment es realitza un breu estudi d’impacte ambiental que es centra en el procés de reciclatge dels mòduls i del que aquest suposa a nivell d’emissions de CO2 i un resum de l’estudi de seguretat i salut amb les condicions de seguretat més importants a considerar en l’execució del projecte

Este trabajo de final de estudios consiste en la realización del proyecto de una subestación eléctrica de 132/20kV. Esta subestación estará preparada para la conexión de dos líneas, una de media tensión de 20kV y la otra de alta tensión de 132kV, de la cual se realizarán los cálculos para obtener los parámetros necesarios de los componentes para ambos niveles de tensión. Esta subestación permite adaptar el nivel de tensión generada por una central solar de 2MW para inyectar la energía en la red de subtransporte. Este proyecto tratará de hacer un estudio de ingeniería básica, ya que tratará los lineamientos generales eléctricos, como las tensiones nominales, autoválvulas, redes de tierra, normativa, efecto corona y equipamientos, todos estos puntos estarán divididos y demostrados en el punto de justificación, sin entrar en la parte de obra civil ni en la parte de la instalación solar, para así poder determinar los parámetros de los componentes de la subestación. La potencia total de la subestación será de 40MVA. La función de la subestación es la de elevar la tensión para poder adaptarla a la tensión de la red eléctrica, para ser más concreto, adaptaremos una tensión media de 20kV, (que va a estar generada y adaptada por la central solar), a una alta tensión de 132kV. Esta subestación estará a escasos metros de la central solar con una situación en Campaspero, en Valladolid con coordenadas 41.509975, -4.241165. Se ha decidido por emplazarla cerca para evitar pérdidas eléctricas y reducir el coste económico que supone el cableado, además de porque en la zona hay un alto potencial para el desarrollo de una red de 132kV.

This paper provides a comprehensive and critical review and evaluation of the technological state-of-the-art of high-temperature low-sag (HTLS) conductors by analyzing research articles, theses, reports, white papers and international standards. The growth of power demand requires new solutions to develop power transmission systems, while facing the issues related to power systems congestion. A possibility to solve the load growth issue is to increase the capacity of existing transmission systems by reconductoring the lines with new conductors, which are able to operate at higher temperatures, while limiting the sag and maintaining or reducing the required clearances, thus having more current carrying capacity than the existing ones. This paper also describes the limitations of such technology and identifies the research needs to fulfill the requirements of the industry and transmission system operators., This work was supported in part by the Generalitat de Catalunya under Project 2017 SGR 967 and in part by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness under Project RTC-2017-6297-3., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

© 2020 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting /republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works, To ensure the safe operation of the grid, there are some requirements to be taken into consideration to connect power converters. During abnormal conditions – e.g. during voltage sags –, the control of the converters is a very important key to guarantee power quality and good behaviour of the distributed generation system. The aim of this study is to employ two possible control strategies for a grid-connected inverter according to the Spanish grid code, and to analyse the behaviour of the output voltages during both symmetrical and unsymmetrical voltage sags. The analytical development shows the sag influence on currents, voltages, active and reactive powers. These influences are explained through Ku transformation in the synchronous reference frame, thus giving a representation for electrical variables easiest to analyse. The results show how control strategies affect the converter behaviour and how they can support the main grid during faults through the control of active and reactive power injection. Sags with different durations and depths have been taken into account, which can provoke critical values for electrical magnitudes and can lead to the violation of the grid code. The proposed control strategies study has been validated by means of both simulations in MatlabTM–Simulink and experimental results, Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

En este proyecto se desarrolla el cálculo, el criterio y la selección de los materiales necesarios para una instalación solar fotovoltaica en un espacio gastronómico, proyectada en la isla de Mallorca. Por un lado, se estudiará la normativa vigente (reglamentos y reales decretos) y se hará un seguimiento de la misma, pues ésta está en continuas actualizaciones. Además, se llevará a cabo el estudio de la zona de instalación y se tomarán los datos de consumo del usuario final con el objetivo de dimensionar correctamente la instalación. Por otro lado, se determinarán los materiales y componentes necesarios para llevar a cabo dicha instalación. Para ello, se seguirán ciertos procedimientos de cálculo establecidos en las normativas actuales además de contar con la ayuda del software PVSYST, con el cual se irán verificando las decisiones tomadas. Una vez se dispongan de los materiales y componentes, se procederá al diseño de la configuración de los mismos con tal de optimizar la instalación. Finalmente, se detallará un presupuesto para el cliente y un estudio económico donde quedará reflejado el coste total y el tiempo de amortización del proyecto.

En este trabajo se realizará el proyecto de una línea aérea de MT hasta un centro de transformación y preinstalación de BT.

Recently, the global concern for protection coordination is growing with the impact of distributed generators connected to medium voltage distribution system. Effective protection strategies need to be developed in order to avoid undesirable tripping when distributed generators based on Voltage Source Inverters are connected to the medium voltage grid. According to Spanish grid code requirements, the inverter controller response in this paper is assessed under grid faults integrating low voltage ride through capabilities. This paper presents a novel use of a communication-based directional relay system with artificial neural network, an appropriate option for smart grids protection. A protection strategy is proposed using two algorithms. The first algorithm is based on gathering data of all the protective devices in the grid and send it to a centralized controller. The second algorithm is based on a zone controller using the communication between the peer protection devices in the same line. One of the main advantages of the zone controller is that no need to modify the protection devices setting in case of temporary grid reconfigurations. The behaviour of the protection algorithms is validated through both simulations in MATLAB-Simulink and experimental results., Peer Reviewed, Postprint (published version)

El presente TFG abordará el diseño de una instalación fotovoltaica aislada de la red con la finalidad de cubrir las necesidades energéticas de una fábrica. El objetivo principal es conseguir su completa autonomía sin la necesidad de estar conectada a la red eléctrica convencional, dimensionando y justificando todos los elementos necesarios para satisfacer en todo momento las demandas energéticas. Para ello, se necesitará conocer los consumos propios de la fábrica, la normativa vigente y su emplazamiento. Durante este proyecto se desarrollarán los aspectos técnicos y formales para la implementación de una instalación solar fotovoltaica como única fuente de abastecimiento de energía, por lo que el dimensionado priorizará la necesidad de garantizar el abastecimiento en todo momento. Se analizará en detenimiento la evolución del estado de carga de las baterías como punto de vital importancia, pues son el componente más costoso de una instalación fotovoltaica aislada y un dimensionado escaso provocará que se acorte su vida útil. Bajo estas premisas se analizará la viabilidad técnica y económica del proyecto adoptando las medidas necesarias con el fin de aumentar la rentabilidad a largo plazo. En el caso de no ser viable se presentarán alternativas a este planteamiento inicial

©2020 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works., Transformer Rectifier Units (TRUs) are a reliable way for DC generation in several electric applications. These units are formed by multiple three-phase uncontrolled bridge rectifiers connected according to two main topologies (parallel and series), and fed by a phase-shifting transformer, which can have different configurations. Fault diagnosis of the uncontrolled bridge rectifier diodes is one of the most important concerns on the electronic devices, nonetheless, rectifier units are inherently not protected in front of Open-Circuit (O/C) faults, which cause malfunction and performance deterioration. In order to solve this drawback, the proposed fault diagnosis method is based on the O/C fault signature observed in the DC-link output voltage of TRUs rectifier. It allows detecting the O/C diodes of parallel and series TRUs with different phase-shifting transformer configurations and for the most usual fault scenarios. Moreover, it also helps the prediction of diodes that could be exposed to failure after the fault, which provides corrective maintenance for the TRU development. The proposed method is illustrated from MATLABTM numerical simulations of a 12-pulse TRU, and is validated with experimental tests., This work supported in part by the Research Project Estabilidad de Redes MVdc Integrando Tecnologias de Energias Renovables, Almacenamiento de Energia y Convertidores de Fuente de Impedancia, RTI2018-095720-B-C33, in part by the Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, and in part by the European Union., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

En el present projecte es duu a terme el càlcul i disseny d'una central fotovoltaica de 2 MW de potència, a Campaspero (Valladolid). Consisteix en un parc fotovoltaic compost per 4864 mòduls fotovoltaics de 400W pic cada un, per a generar, i posteriorment vendre, energia elèctrica. S'han fet càlculs i estudis tècnics, econòmics i ambientals que demostren la viabilitat del projecte., En el presente proyecto se lleva a cabo el cálculo y diseño de una central fotovoltaica de 2MW de potencia, en Campaspero (Valladolid). Consiste en un parque fotovoltaico compuesto por 4864 módulos fotovoltaicos de 400W pico cada uno, para generar, y posteriormente vender, energía eléctrica. Se han hecho cálculos y estudios técnicos, económicos y ambientales que demuestran la viabilidad del proyecto., In this project, the calculation and design of a 2MW photovoltaic power plant in Campaspero (Valladolid) is carried out. It consists of a photovoltaic park composed of 4864 photovoltaic modules of 400W peak each, to generate, and subsequently sell, electrical energy. Technical, economic and environmental estimations and studies have been fulfilled to demonstrate the viability of the project.

Substation connectors, like many other high-voltage products, are tested once manufactured. However, the corona behavior of aged specimens can differ from that exhibited by newer ones, thus generating detrimental technical and environmental effects. Manufacturers need to know the long-term corona behavior of substation connectors to offer their customers maximum safety and transparency about such critical products. This paper analyzes the ageing effect on the surface roughness and the visual corona extinction voltage of sand-cast aluminum connectors, which were artificially aged in a salt spray chamber for different periods. The experimental results show an important variability of the surface roughness and corona extinction voltage (CEV) among connectors with the same ageing level due to the sand-casting manufacturing process. The results in this paper also show a slight increase in the surface roughness with the ageing period, although there is not a clear pattern between the applied ageing level and the experimental CEV value. It is concluded that the inherent variability among connectors due to the sand-cast process has more influence than the ageing effect itself., This research was partially funded by Ministerio de Ciencia e Innovación de España, grant number RTC-2017-6297-3 and by the Generalitat de Catalunya, grant number 2017 SGR 967., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Next generation aircrafts will use more electrical power to reduce weight, fuel consumption, system complexity and greenhouse gas emissions. However, new failure modes and challenges arise related to the required voltage increase and consequent rise of electrical stress on wiring insulation materials, thus increasing the risk of electrical arc appearance. This work performs a critical and comprehensive review concerning arc tracking effects in wiring insulation systems, underlying mechanisms, role of materials and possible mitigation strategies, with a special focus on aircraft applications. To this end an evaluation of the scientific and technological state of the art is carried out from the analysis of theses, research articles, technical reports, international standards and white papers. This review paper also reports the limitations of existing insulation materials, standard test methods and mitigation approaches, while identifying the research needs to comply with the future demands of the aircraft industry, Peer Reviewed, Postprint (published version)

El objetivo del trabajo es realizar un control sobre la excitación de una máquina síncrona de polos salientes que se amolde de manera correcta a la normativa correspondiente. Posteriormente se ha procedido a la integración del lazo de control resultante dentro del propio bloque de la máquina síncrona, para así conseguir reducir el máximo posible el tiempo que tarda el programa en realizar el proceso de simulación. Para ello se ha estudiado el comportamiento de la máquina síncrona y las normativas de estandarización, junto con el lenguaje requerido por el programa Simscape que nos ha permitido realizar la programación interna del bloque

Faults in power systems cause voltage sags, which, in turn, provoke large current peaks in grid-connected equipment. Then, a complete knowledge of the inverter behaviour is needed to meet fault ride-through capability. The aim of this paper is to propose a mathematical model that describes the behaviour of the currents that a three-phase inverter with RL filter inject to a faulty grid with symmetrical and unsymmetrical voltage sags. The voltage recovery process is considered, i.e., the fault is assumed to be cleared in the successive zero-cross instants of the fault current. It gives rise to a voltage recovery in different steps (discrete voltage sag), which differs from the usual model in the literature, where the voltage recovers instantaneously (abrupt voltage sag). The analytical model shows that the fault-clearing process has a strong influence on the injected currents. Different sag durations and depths have also been considered, showing that there exist critical values for these magnitudes, which provoke the highest current peaks. The analytical study is validated through simulations in MATLAB and through experimental results, Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

Estudio de las corrientes de cortocircuito en redes de distribución de MT y de la influencia de la generación distribuida en las corrientes de cortocircuito. Estudio del sistema de protecciones de una red de distribución de MT y de la influencia de la generación distribuida en el sistema de protecciones de la red de MT., El presente documento recoge el desarrollo del estudio de cortocircuitos y las correspondientes protecciones, realizado como Trabajo de Final de Máster de la alumna Marina Berenguer Pérez. El documento se divide en cinco grandes bloques, complementados a su vez con el resto de los documentos presentadosen formato de anexos y presupuesto.Se inicia el proyecto con una presentación teórica del contexto en el que se sitúa el estudio. Toda la teoría presentada a nivel conceptualen el documento “Memoria”,se puede consultar en su totalidad en el “Anexo A. Desarrollo Teórico”.Conocida la teoría en la que se debe centrar el proyecto, se ha optado por realizar un código de programación que, mediante algoritmos, permita el cálculo global de los mismos y, posteriormente, facilite el dimensionado de las protecciones contra dichas faltas. En el presente documento se muestra una breve descripción de la estructura del software, mientras en los anexos “Anexo B. Código Matlab®”, “Anexo C. Validación CódigoMatlab®” y “Anexo D. Manual de Usuario” se puede consultar el código en su totalidad, así como verificar su correcto funcionamiento y obtener un reglamento de buenas prácticas. Posteriormente, como tercer gran bloque destaca el estudio de viabilidad económica,donde sepropone un procedimiento de comercialización del producto que permita ser competitivo en el mercado, así como obtener beneficios.Para continuar, en el cuarto y quinto bloque, se desarrolla una propuesta de estudio ambiental, así como una propuesta y planificación temporal de tareas futuras que permitan dar continuidad al proyecto iniciado.