Search

© 2024 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, Learning-based state estimators can represent a cost-effective opportunity for distribution system operators to perform grid monitoring and control in low-voltage grids where the measuring infrastructure is minimal, if not absent. This study lays the foundation for designing and evaluating neural network-based state estimators for low-voltage radial distribution grids. A simulation-based methodology is proposed for generating synthetic training data-sets relying only on minimal grid data. Additionally, a novel framework for performance analysis of low voltage learning-based state estimators is considered, which relies on a bi-dimensional evaluation of the absolute error and the parallel observation of relative metrics. The applicability and potential of these estimators have been tested and validated through various low-voltage radial case studies, showing promising results especially for large distribution grids. Finally, a propagation error study has been conducted to observe how these estimators handle errors in input measurements., This work was supported in part by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 under Project MERIDIAN TED2021-131753B-I00, and in part by the European Union ‘‘NextGenerationEU/PRTR.’’ The work of Andreas Sumper was supported by the Catalan Institution for Research and Advanced Studies (ICREA) Academia Program., Postprint (published version)

Davant la predominança dels motors d'inducció en el mercat, hem decidit dur a terme un estudi exhaustiu amb el propòsit de realitzar una comparativa detallada de l'eficiència energètica i d’impacte mediambiental entre motors d'inducció trifàsics, considerant les diverses classes d'eficiència. Per a la classificació, hem tingut en compte el nombre de pols (2, 4 i 6) i la classe de rendiment normalitzat (IE), realitzant l'estudi en tres escenaris diferents per a una comparació més completa. Aquests escenaris s'han establert per a abordar diferents períodes de funcionament i diferents índex de càrrega. En el nostre cas particular, l'estudi s'ha dut a terme considerant tres períodes de funcionament: 6000, 4000 i 2000 hores anuals, i avaluant el rendiment a plena càrrega, a 3/4 de plena càrrega i a mitja càrrega. S’han utilitzat els catàlegs proporcionats per l'empresa ABB, abastant tant els preus com les especificacions dels motors, i s’ha seleccionat un rang de potències que va des de 3 kW fins a 250 kW. La primera secció d'aquest treball es dedica a explicar el funcionament d'un motor d'inducció i les seves aplicacions, acompanyat d'una anàlisi de la normativa aplicada (especialment la normativa IEC), i una revisió de la seva evolució històrica. Posteriorment, s'han dut a terme càlculs per a determinar l'estalvi energètic i econòmic, considerant el període de retorn i el Valor Actual Net (VAN). Després d'aquestes anàlisis, s'ha realitzat un estudi de l'impacte mediambiental utilitzant la metodologia MEEUP com a referència. A més, es realitza una comparació entre el rendiment i els preus dels variadors de velocitat aplicats a les diferents potències dels motors. Tots aquests estudis s'han aplicat a un cas pràctic específic en l'àmbit d’una fusteria, prenent com a referència un treball de final de grau realitzat per Jordi Gil Gómez fa alguns anys a l’EPSEVG. També s’ha efectuat una Declaració Ambiental de Producte (DAP) aplicada a un motor dels laboratoris de l’EPSEVG., In the face of the predominance of induction motors in the market, we have decided to carry out an exhaustive study with the purpose of conducting a detailed comparison of energy efficiency and environmental impact among three-phase induction motors, considering various efficiency classes. For classification, we have taken into account the number of poles (2, 4, and 6) and the standardized efficiency class (IE), conducting the study in three different scenarios for a more comprehensive comparison. These scenarios have been designed to address different operating periods and types of loads. In our particular case, the study has been conducted considering three operating periods: 6000, 4000, and 2000 hours, evaluating performance at full load, 3/4 load, and half load. We use the catalogs provided by the ABB company, covering both prices and motor specifications, and select a power range from 3 kW to 250 kW. The first section of this work is dedicated to explaining the operation of an induction motor and its applications, accompanied by an analysis of applied regulations, including EUPLOT 30, and a review of its historical evolution. Subsequently, calculations have been carried out to determine energy and economic savings, considering the payback period and Net Present Value (NPV). Following these analyses, an environmental impact study has been conducted using the MEEUP methodology as a reference. All these studies have been applied to a specific practical case in the field of carpentry, referencing a final degree project carried out by Jordi Gil Gómez a few years ago at EPSEVG. Additionally, a comparison has been made between the performance and prices of variable speed drives applied to different motor powers, culminating in the calculation of an Environmental Product Declaration (EPD). The results of this study highlight the critical importance of considering both efficiency and the number of poles in the selection process of a three-phase induction motor. Practica

L'anàlisi de la viabilitat per implementar la tecnologia de motors híbrids de reluctància variable (HRM) en contactors, feta mitjançant el mètode d'anàlisi d'elements finits magnètics amb FEMM juntament amb MATLAB, va revelar troballes significatives en avaluar els efectes d'introduir un imant permanent i ajustar paràmetres com el gruix de l'imant i les dimensions de l'armadura. La presència de l'imant va generar un augment addicional de la força, i va destacar increments del 117% en condicions específiques. L'optimització del contactor amb imant va conduir a reduccions en el consum elèctric, assolint un 8.84% al primer model i fins a un 17.76% al segon, evidenciant l'eficàcia de la tecnologia en eficiència energètica. En aplicar aquestes troballes en motors HRM, es van aconseguir millores, incloent un augment de 0.75 Nm en el torque estàtic mitjançant ajustaments geomètrics específics. Aquest enfocament no només millora el rendiment del contactor, sinó també augmenta el torc en motors HRM, recolzant l'aplicabilitat de la tecnologia HRM i obrint la porta a futures investigacions on s'emfatitzi l'exploració d'aspectes tèrmics i de mecànica dinàmica per a una comprensió més completa del rendiment amb vista a aplicacions industrials., El análisis de la viabilidad para implementar la tecnología de motores híbridos de reluctancia variable (HRM) en contactores, realizado mediante el método de análisis de elementos finitos magnéticos con FEMM junto con MATLAB, reveló hallazgos significativos al evaluar los efectos de introducir un imán permanente y ajustar parámetros como el espesor del imán y las dimensiones de la armadura. La presencia del imán generó un aumento adicional de la fuerza, destacando incrementos del 117% en condiciones específicas. La optimización del contactor con imán condujo a reducciones en el consumo eléctrico, alcanzando un 8.84% en el primer modelo y hasta un 17.76% en el segundo, evidenciando la eficacia de la tecnología en eficiencia energética. Al aplicar estos hallazgos en motores HRM, se lograron mejoras, incluyendo un aumento de 0.75 Nm en el torque estático mediante ajustes geométricos específicos. Este enfoque no solo mejora el rendimiento del contactor, sino también aumenta el torque en motores HRM, respaldando la aplicabilidad de la tecnología HRM y abriendo la puerta a futuras investigaciones donde se enfatice la exploración de aspectos térmicos y de mecánica dinámica para una comprensión más completa del rendimiento con miras a aplicaciones industriales., The viability analysis for implementing Hybrid Variable Reluctance Motors (HRM) technology in contactors, conducted through the method of magnetic finite element analysis using FEMM along with MATLAB, revealed significant findings when assessing the effects of introducing a permanent magnet and adjusting parameters such as magnet thickness and armature dimensions. The presence of the magnet resulted in an additional force increase, highlighting increments of 117% under specific conditions. Optimizing the contactor with a magnet led to reductions in electrical consumption, reaching 8.84% in the first model and up to 17.76% in the second, demonstrating the effectiveness of the technology in energy efficiency. Applying these findings to HRM motors achieved improvements, including a 0.75 Nm increase in static torque through specific geometric adjustments. This approach not only enhances the contactor's performance but also boosts torque in HRM motors, supporting the applicability of HRM technology and paving the way for future research emphasizing the exploration of thermal and dynamic mechanical aspects for a more comprehensive understanding of performance with a focus on industrial applications.

En aquest projecte, es presenta la proposta per dur a terme l`electrificació d`un veler de 5,80 m d`eslora i es pretén que estigui adaptat elèctricament a les necessitats que requereixi la competició mini globe race. Per a la realització d`aquest treball s`ha consultat les bases de la competició i s`ha prés com a guia el que indiquen diverses normatives en referència al sistema elèctric de les embarcacions d`esbarjo. Es planteja una instal·lació elèctrica composta per generadors d`energia, emmagatzemadors d`energia i equips consumidors. També es mencionen els elements necessaris perquè la instal·lació elèctrica funcioni de manera correcta i segura. Aquests elements són reguladors, controladors, protectors, conductors i accessoris. S`ha fet una anàlisi del mercat i s`ha escollit els equips que es considera que són una bona opció i que són compatibles en el referent al protocol d`intercanvi de dades. S`ha calculat les necessitats energètiques del veler i s`ha distribuït la càrrega entre dos grups de bateries. S`ha valorat diverses configuracions elèctriques i s`han aplicat les correccions pertinents per tal de verificar el correcte funcionament de l`embarcació en cadascuna de les hipotètiques situacions de navegació. Aquesta configuració ha anat modificant-se contínuament a mesura que s`avançava en el projecte. Finalment, s`ha conclòs en una instal·lació que es considera òptima i positiva per tal de complir el principal objectiu, el qual és, com s`ha dit abans, completar la mgr. Per finalitzar, s`ha volgut deixar reflectit en els últims capítols, el pla de manteniment, la planificació del projecte i un pressupost hipotètic.

El convertidor de potencia es el pilar más importante para la transición energética que se plantea para los próximos años. El modo de generación distribuida mediante microrredes que se comunican entre sí, necesita de elementos de control que permitan y regulen de manera eficiente la energía. En el siguiente documento se explicará el funcionamiento de los convertidores de potencia más utilizados y el impacto que tendrán en la generación eléctrica de los próximos años. En primer lugar, se modelará el convertidor Grid Following (GFR), utilizando una metodología de control por PLL, se explicarán detalladamente la base teórica de todos los componentes y su función en el sistema global. En las simulaciones se observará el comportamiento del convertidor de potencia conectado a la red eléctrica y se plantearán los siguientes casos de test: 1. Simulación de demanda de potencia activa (P) con valores positivos y negativos 2. Simulación de demanda de potencia reactiva (Q) con valores positivos y negativos 3. Aumento del 5% en la tensión de la red. 4. Disminución del 5% en la tensión de red. 5. Disminución del 1% en la frecuencia de red. 6. Aumento de 10º en la fase de tensión de red. A continuación se presentará el convertidor Grid Forming (GFR), detallando los diferentes elementos del circuito eléctrico, explicando el principio de funcionamiento teórico de los bloques de control necesarios, utilizando una metodología de generación de frecuencia de referencia llamada Virtual Synchronous Machine. En este caso se plantearan los mismos casos de estudio que para el convertidor GFL, y se observaran las diferencias de comportamiento frente a diferentes valores de SCR. Finalmente se concluirá con un análisis crítico de en qué casos sería adecuado el uso de cada tipo de convertidor, explicando donde presenta cada uno sus flaquezas y puntos fuertes, haciendo referencia a los casos de estudio planteados.

En aquest projecte es duu a terme l'estudi de mobilitat i càlcul de la instal·lació elèctrica per al disseny d'una xarxa de carregadors de vehicles elèctrics en diferents ubicacions a la comarca catalana de la Cerdanya, amb l'objectiu de proporcionar una infraestructura adequada de punts de recàrrega per a vehicles elèctrics i així fomentar la mobilitat elèctrica en regions de muntanya. A la primera part d'aquest document s'hi detalla l'estat actual de la zona d'actuació i de les vies on es situaran els carregadors, el tipus de carregador de vehicle elèctric i com hauria de ser una xarxa de punts de recàrrega adequada per a la comarca. Les ubicacions exactes de cada punt que forma la xarxa de carregadors proposada es poden trobar a l’Annex A. Seguidament, es descriuen els diferents components que formaran part de la instal·lació elèctrica, al mateix temps que s’escollen els models de carregadors per a instal·lar per tota la comarca. Finalment, es desenvolupen 4 configuracions tipus (depenent dels carregadors que s'escullin) i es realitzen els càlculs pertinents per tal de dissenyar les instal·lacions elèctriques dels punts de recàrrega. Aquestes configuracions seran les que s'instal·laran en les diferents ubicacions. Com a resultat s'obtenen les 4 plantilles Excel corresponents a les diferents configuracions de carregadors, les quals es poden trobar al Excel HOJA DE CÁLCULOS, a la carpeta comprimida dels annexos, En este proyecto se lleva a cabo el estudio de movilidad y cálculo de la instalación eléctrica para el diseño de una red de cargadores de vehículos eléctricos en diferentes ubicaciones en la comarca catalana de la Cerdaña, con el fin de proporcionar una infraestructura adecuada de puntos de recarga para vehículos eléctricos y así fomentar la movilidad eléctrica en regiones de montaña. En la primera parte de este documento se detalla el estado actual de la zona de actuación y de las vías donde se situarán los cargadores, el tipo de cargador de vehículo eléctrico y cómo debería ser una red de puntos de recarga adecuada para la comarca. Las ubicaciones exactas de cada punto que forma la red de cargadores propuesta se pueden encontrar en el Anexo A. Seguidamente, se describen los diferentes componentes que formarán parte de la instalación eléctrica, al mismo tiempo que se eligen los modelos de cargadores para instalar por toda la comarca. Finalmente, se desarrollan 4 configuraciones tipo (dependiendo de los cargadores que se elijan) y se realizan los cálculos pertinentes para diseñar las instalaciones eléctricas de los puntos de recarga. Estas configuraciones serán las que se instalarán en las diferentes ubicaciones. Como resultado se obtienen las 4 plantillas Excel correspondientes a las diferentes configuraciones de cargadores, las cuales se pueden encontrar en el Excel HOJA DE CÁLCULOS, en la carpeta comprimida de los anexos, In this project, a study of mobility and electrical installation calculation is carried out for the design of a network of electric vehicle chargers in various locations in the Catalan region of Cerdanya, with the aim of providing suitable infrastructure for electric vehicle charging points and promoting electric mobility in mountainous regions. The first part of this document details the current state of the area of intervention and the roads where the chargers will be located, the type of electric vehicle charger, and how a suitable network of charging points should be for the region. The exact locations of each point forming the proposed charger network can be found in Annex A. Subsequently, the different components that will be part of the electrical installation are described, while selecting the models of chargers to be installed throughout the region. Finally, 4 standard configurations are developed (depending on the chosen chargers), and the relevant calculations are performed to design the electrical installations of the charging points. These configurations will be installed in different locations. As a result, the 4 Excel templates corresponding to the different charger configurations are obtained, which can be found in the Excel HOJA DE CÁLCULO, in the compressed folder of the annexes

In remote areas of Sub-Saharan Africa, as well as in Rwanda, communities face the problem of finding an affordable and suitable way of transport for their daily life. Currently, the short-range transportation of people and goods rely on manual traction (e.g., bicycles, handmade wooden bicycle, etc.) and on small combustion engines. However, this region has a large renewable energy source (solar) which can help to mitigate this problem. Electric bicycles may be used to tackle the problem, although their use is still not largely widespread despite its potential. In addition, the local society does not have an easy way to accurately estimate the amount of energy consumed for a certain itinerary to be sure of how the electric vehicles perform. Thus, characteristic analysis of consumed energy is very important to analyze the performance of electric vehicle storage systems, model charging infrastructure, size vehicles, planning for itineraries, etc. This paper presents a methodology to estimate the power consumed by electric bikes for specific itineraries. In order to accomplish so, the WebPlotDigitizer tool and Google Maps were used to produce driving profile patterns. The results are compared against experimental data, showing the accuracy of the methodology presented. The simulated results show that the consumed power value differs by only 1.68% from the experimental recorded value; the difference can be explained by traffic congestion, the density of traffic, and the intersection that occurred during the experiment. The presented method of driving energy requirement estimation using WebPlotDigitizer is attractive, affordable, and easy to use., This study supported by; University of Rwanda (UR_CST) African Center for Excellence Energy for Sustainable Development, Mechanical and Energy Engineering Department., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Disposar d'un vehicle vivenda és sinònim de viatjar amb total llibertat, sense horaris, plans definits, sense haver de dependre d'un lloc on allotjar-se per dormir, on menjar... en definitiva, és un habitacle mòbil que permet viatjar a on vulguis amb totes les necessitats bàsiques cobertes. Tanmateix, i malgrat la multitud de models i diferents opcions que hi ha actualment al mercat, no hi ha cap solució que sigui 100% efectiva de cara a tots els requisits que ha o hauria de complir un producte d'aquestes característiques. Els models que tenen tots els serveis a bord són grans, difícils de conduir i de maniobrar. D'altra banda, els models més manejables, com és lògic, són més petits i no disposen de tots els serveis i comoditats que tenen els vehicles de major volum. L'objectiu del projecte és assolir un disseny interior original realitzant el projecte de disseny, transformació i homologació d’una furgoneta industrial a una furgoneta camperitzada, apte com a vehicle vivenda, tenint en compte les necessitats d’un usuari tipus. El present projecte es basa en un treball de disseny, fabricació i homologació. Es parteix realitzant una memòria descriptiva enumerant una sèrie de necessitats que el disseny ha de satisfer i que des de la concepció de l'espai i disseny del mobiliari es desenvolupa una solució que procura satisfer màxim nombre d’ítems possible. En aquesta fase s’analitza el context actual del mercat, s’explica els diferents tipus de vehicles que aquest ofereix i s’enumera i estudia les diferents necessitats a les quals haurien de donar resposta aquest tipus de vehicles segons l'usuari tipus. Per altre banda, s'estudia l'estat actual de l'art pel que fa als models comercialitzats i finalment es desenvolupa una solució. Es dibuixen en Autocad diversos croquis dimensionals i conceptuals d'utilització i distribució de l’interior. Es dissenya el mobiliari, es confeccionen plànols de construcció mitjançant SolidWorks i es realitza un muntatge final en 3D de la soluc, Having a camper vehicle is synonymous with traveling in complete freedom, without timetables, defined plans, without having to depend on a place to stay to sleep, where to eat... in short, it is a mobile cabin that allows you to travel to wherever you want with all the basic needs covered. However, and despite the multitude of models and different options that are currently on the market, there is no solution that is 100% effective in all the requirements that a product of these characteristics should fulfill. The models that have all the services on board are large, difficult to drive and maneuver. On the other hand, the models that are more manageable, as is logical, are smaller and do not have all the services and comforts than greater volume vehicles have. The aim of the project is to from the conception of the space and from the furniture design, develop an interior design, which allows to satisfy the maximum number of needs that user may demand from this type of product. Making the most of the space and the possibilities of the vehicle. In other words, try to optimize to the maximum and equalize to the minimum the "volume and maneuverability / equipment" ratio. The present memory part from the analysis of the current market context and explains the different types of vehicles that this offers. List and study the different needs to which these types of vehicle would have to donate response according to the target user. Based on this, and in compliance with the regulations, a selection of materials and elements that meet the main ranges, the specifications described is made, and a description of the generic reform procedure is prepared that serves as a model for different similar camperization projects. Some dimensional and conceptual sketches of the use and distribution of the interior are drawn in Autocad. The furniture is designed, construction plans are made using SolidWorks and a final 3D assembly of the solution integrated into the vehicle is carried out., Disponer de un vehículo camper es sinónimo de viajar con total libertad, sin horarios, planes definidos, sin tener que depender de un lugar en el que alojarse para dormir, donde comer... en definitiva, es un habitáculo móvil que permite viajar donde quieras con todas las necesidades básicas cubiertas. El objetivo del proyecto es lograr un diseño interior original realizando el proyecto de diseño, transformación y homologación de una furgoneta industrial en una furgoneta camperizada, apto como vehículo vivienda, teniendo en cuenta las necesidades de un usuario tipo.

El presente trabajo estudia la compatibilidad y posible convergencia de las energías renovables, con especial atención en la energía solar, y la producción de hidrógeno verde para plantear una posible solución a la problemática energética actual y los desafíos que esto provoca. Para ello se analiza el proceso de obtención de energía solar y su posterior utilización para la producción de hidrógeno, poniendo énfasis en las distintas etapas del proyecto, de su eficacia y de sus alternativas. El proyecto también profundiza en las distintas tecnologías utilizadas en la electrólisis del agua para optimizar la producción de hidrógeno verde para almacenarse y ser consumido posteriormente como un combustible limpio y renovable en diversas aplicaciones. Finalmente se analiza tanto la factibilidad técnica como la viabilidad económica del proceso, tratando varios factores como la rentabilidad de la instalación y la posible generación de ingresos gracias a las ventas de excedente de la planta fotovoltaica. Con todo ello se busca proporcionar una solución sostenible para las necesidades energéticas del futuro, contribuyendo así a la transición hacia un sistema energético más limpio y sostenible, Aquest treball estudia la compatibilitat i la possible convergència de les energies renovables, amb especial atenció a l'energia solar, i la producció d'hidrogen verd per plantejar una possible solució a la problemàtica energètica actual i els desafiaments que això provoca. Per això s'analitza el procés d'obtenció d'energia solar i la utilització posterior per a la producció d'hidrogen, posant èmfasi en les diferents etapes del projecte, de l'eficàcia i de les alternatives. El projecte també aprofundeix en les diferents tecnologies utilitzades a l'electròlisi de l'aigua per optimitzar la producció d'hidrogen verd per emmagatzemar-se i ser consumit posteriorment com un combustible net i renovable en diverses aplicacions. Finalment s'analitza tant la factibilitat tècnica com la viabilitat econòmica del procés, tractant diversos factors com la rendibilitat de la instal·lació i la possible generació d'ingressos gràcies a les vendes d'excedent de la planta fotovoltaica. Amb tot això, es busca proporcionar una solució sostenible per a les necessitats energètiques del futur, contribuint així a la transició cap a un sistema energètic més net i sostenible, This work studies the compatibility and possible convergence of renewable energies, with special attention to solar energy, and the production of green hydrogen to propose a possible solution to the current energy problem and the challenges that this causes. To do this, the process of obtaining solar energy and its subsequent use for the production of hydrogen is analyzed, placing emphasis on the different stages of the project, its effectiveness and its alternatives. The project also delves into the different technologies used in water electrolysis to optimize the production of green hydrogen to be stored and later consumed as a clean and renewable fuel in various applications. Lastly, both the technical feasibility and the economic viability of the process are analyzed, addressing various factors such as the profitability of the installation and the possible generation of income thanks to the sales of surplus from the photovoltaic plant. With all of this, we seek to provide a sustainable solution for the energy needs of the future, thus contributing to the transition towards a cleaner and more sustainable energy system

Earlier protection methods mainly focused on using communication channels to transmit trip signals between the protective devices (PDs), with no solutions provided in the case of communication failure. Therefore, this paper introduces a dual-layer protection system to ensure secure protection against fault events in the Distribution Systems (DSs), particularly in light of communication failures. The initial layer uses the Total Harmonic Distortion (THD), the estimates of the amplitude voltages, and the zero-sequence grid voltage components, functioning as a fault sensor, to formulate an adaptive algorithm based on a Finite State Machine (FSM) for the detection and isolation of faults within the grid. This layer primarily relies on communication protocols for effective coordination. A Second-Order Generalized Integrator (SOGI) expedites the derivation of the estimated variables, ensuring fast detection with minimal computational overhead. The second layer uses the behavior of the positive- and negative-sequence components of the grid voltages during fault events to locate and isolate these faults. In the event that the first layer exposes a communication failure, the second layer will automatically be activated to ensure secure protection as it operates, using the local information of the Protective devices (PDs), without the need for communication channels to transmit trip signals between the PDs. The proposed protection system has been assessed using simulations with MATLAB/Simulink and providing experimental results considering an IEEE 9-bus standard radial system. The obtained results confirm the capability of the system for identifying and isolating different types of faults, varying conditions, and modifications to the grid configuration. The results show good behavior of the initial THD-based layer, with fast time responses ranging from 6 to 8.5 ms in all the examined scenarios. In contrast, the sequence-based layer exhibits a protection time response of appro, Peer Reviewed, Postprint (published version)

In this thesis, different methodologies for the three-phase implementation of a complex-valued Sliding Mode current controller for a permanent-magnet synchronous motor are studied and compared. Following the works of [3], the complex-valued representation of the synchronous machine in a rotatory reference frame is used for the design of a complex-valued Sliding Mode current controller. This combination allows for an order reduction of the system dynamics and an overall simplification of the study. However, this comes with the necessity of tools to trans- late the complex-valued control actions to the available three-phase combinations provided by three-phase bridge inverters. The controller and the implementation techniques presented in [27] are validated via numerical simulations and the results are discussed.

Este proyecto pretende explicar cómo se realiza un trabajo de control y protección de subestaciones eléctricas en España, mostrando todo lo relativo a este con conceptos como el proceso escogido o la metodología empleada, y demostrar la utilidad de las energías renovables de cara al futuro. Debido a la importancia de estas y a la expansión a gran escala relacionada con la industria, han surgido muchas empresas que se dedican a gestionar, distribuir y evacuar esta energía, a esto último es a una de las muchas cosas que se dedica a realizar el grupo VINCI Energies, lugar en la cual he ejercido mis prácticas y a su vez ha accedido a colaborar conmigo para la organización y producción de este trabajo, otorgándome los conocimientos, explicaciones y ayudas necesarias. Concretamente ha sido el departamento de INOVE, el cual se dedica al control y protección de diferentes subestaciones eléctricas distribuidas en diversas partes del país, para su evacuación de energía de parque fotovoltaico, el que me ha proporcionado toda la ayuda necesaria.

El objetivo principal de este proyecto TFG es desarrollar un programa para la caracterización y aplicación de la matriz de admitancias de nudo de circuitos eléctricos, estudiando en profundidad elementos eléctricos que no han sido analizados mediante el método nodal con anterioridad. De esta manera, este proyecto busca profundizar en el aspecto teórico del análisis nodal al igual que aplicar estos conceptos teóricos en la creación de un programa mediante el software Matlab que proporcione una solución computacional al cálculo de la matriz de admitancias y por ende al cálculo del método de los nudos. Asimismo, es también el propósito de este TFG llevar a cabo el estudio y la programación de distintas aplicaciones derivadas del cálculo de la matriz admitancias, tales como el estudio de resonancias, el cálculo de equivalentes Thévenin y el análisis de la estabilidad del ángulo del rotor de las máquinas síncronas ante diferentes perturbaciones. Finalmente, como resultado de los avances realizados en este proyecto se deriva un artículo de investigación que presenta como contribución el desarrollo teórico sobre la matriz de admitancias de nudo realizada en el TFG y hace uso de los programas desarrollados para validar los resultados teóricos obtenidos. Está previsto enviar este artículo a la revista IEEE Transactions on Power Delivery con el objetivo de presentar estos nuevos avances del estudio nodal a la comunidad científica internacional, L'objectiu principal d'aquest projecte TFG és desenvolupar un programa informàtic per a la caracterització i aplicació de la matriu d'admitàncies de nus de circuits elèctrics, estudiant en profunditat elements elèctrics que no han estat analitzats mitjançant el mètode nodal amb anterioritat. D'aquesta manera, aquest projecte busca aprofundir en l'aspecte teòric de l'anàlisi nodal igual que aplicar aquests conceptes teòrics en la creació d'un programa EN Matlab que proporcioni una solució computacional al càlcul de la matriu d'admitàncias i, per tant, al càlcul del mètode dels nusos. Tambè es propòsit d'aquest TFG dur a terme l'estudi i la programació de diferents aplicacions derivades del càlcul de la matriu d’admitancies, com ara l'estudi de ressonàncies, el càlcul d'equivalents Thévenin i l'anàlisi de l'estabilitat de l'angle del rotor de les màquines síncrones davant diferents pertorbacions. Finalment, com a resultat dels avanços realitzats en aquest projecte, es deriva un article de recerca que presenta com a contribució el desenvolupament teòric sobre la matriu d'admitàncias de nus realitzada en el TFG i fa ús dels programes desenvolupats per a validar els resultats teòrics obtinguts. Està previst enviar aquest article a la revista IEEE Transactions on Power Delivery amb l'objectiu de presentar aquests nous avanços de l'estudi nodal a la comunitat científica internacional, The main objective of this TFG project is to develop a program for the characterization and application of the node admittance matrix of electrical circuits, studying in depth electrical elements that have not been analyzed by the nodal method before. Therefore, this project seeks to deepen in the theoretical aspect of nodal analysis as well as to apply these theoretical concepts in the creation of a program using Matlab software that provides a computational solution to the calculation of the admittance matrix and consequently to the calculation of the nodal method. Likewise, it is also the purpose of this TFG to carry out the study and programming of different applications derived from the calculation of the admittance matrix, such as the study of resonances, the calculation of Thévenin equivalents and the analysis of the rotor angle stability of synchronous machines under different disturbances. Finally, as a result of the advances made in this project, a research article was produced that presents as a contribution the theoretical development on the node admittance matrix carried out in the TFG and makes use of the programs developed to validate the theoretical results obtained. It is planned to submit this article to the IEEE Transactions on Power Delivery journal in order to present these new advances in the nodal study to the international scientific community

The increase in renewable energy sources and new technologies such as electric vehicles and storage can generate uncertainties in distribution grid operations, increasing the likelihood of congestions in power lines. Distribution system operators (DSOs) face several challenges while operating their grids in such conditions. These congestions deteriorate the electrical equipment in the long term, reducing its life span. This work proposes a framework to predict grid asset congestions on a daily basis. A congestion forecast framework is proposed by combining probabilistic power flows and machine learning algorithms to support DSOs in their daily decision-making. The framework is tested on a modified IEEE-33 bus system and CINELDI MV Reference system with hourly synthetic data. The results showed that the framework is able to closely predict the congestions on the lines. Computational capabilities are reported and discussed. The study indicates that the framework is a suitable tool for day-to-day congestion predictions in smart distribution grids yielding low error in expected values., The authors would like to thank Rubi Rana for discussion regarding the CINELDI Reference System. This work was supported by the project consortium of the research project FINE (Flexible Integration of Local Energy Communities into the Norwegian Electricity Distribution System), financed by the Research Council of Norway [project number 308833]. This work has also been supported by the BD4OPEM H2020 project, which has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program under Grant Agreement No. 872525. Mònica Aragüés is Associate Professor and Eduard Bullich-Massagué is a lecturer of the Serra Húnter programme., Peer Reviewed, Postprint (published version)

The popular single-input single-output control structures and classic design methods (e.g., root locus analysis) for the power control of grid-forming converters have limitations in applying to different line characteristics and providing favorable performance. This paper studies the grid-forming converter power loops from the perspective of multi-input multi-output systems. First, the error dynamics associated with power control loops (error-based state-space model) are derived while taking into account the natural dynamical coupling terms of the power converter models. Thereafter, the controllability Gramian of the grid-forming converter power loops is studied. Last, a full-state feedback control design using only the local measurements is applied. By this way, the eigenvalues of the system can be arbitrarily placed in the timescale of power loops based on predefined time-domain specifications. A step-by-step construction and design procedure of the power control of grid-forming converters is also given. The analysis and proposed method are verified by experimental results and system-level simulation comparisons in Matlab/Simulink., Peer Reviewed, Postprint (published version)

This grade thesis will explain the powertrain of the CAT15X, the 2023 season Formula Student single-seater from the BCNeMotorsport team. It covers wiring, inverter, and motors, with a particular emphasis on the new battery designed and manufactured this season. Firstly, the various tests that the car undergoes during competitions will be explained. Competitions involve not only running the car but also passing inspections for the car to be in R2D condition. There are also statics tests, which do not involve the speed of the car and focus on explaining different parts of the car in detail, and projects presentations. The powertrain consists of different parts, and to understand all the sizing done for the car, it is essential to dedicate a section to each component of the powertrain, from the cells that generate energy to the wheel assembly. One of the most important parts of the competion is the Formula Student regulations. It is crucial to spend time reading them and to pay close attention to changes made during the season, as they can require a complete redesign of a part of the car.

Aquest treball proposa una aproximació innovadora en l'estudi de la viabilitat de dissenys en instal·lacions fotovoltaiques en cobertes urbanes, centrant-se especialment en l'elecció de l'angle d'inclinació. En contraposició a l'aproximació tradicional, que considera la millor inclinació aquella que maximitza la radiació captada per panell, aquest estudi introdueix la possibilitat de desviar-se alguns graus de la inclinació òptima teòrica per aprofitar al màxim la superfície recol·lectora d'energia de la coberta. El mètode desenvolupat en aquest treball avalua la possibilitat de variar l'angle d'inclinació dels panells, calculant la generació anual de cada possible disseny d'instal·lació, amb l'objectiu de trobar l'opció que maximitzi l'energia generada pel camp fotovoltaic i analitzar-la econòmicament. El treball s'ha estructurat en tres fases: modelatge de la quantitat màxima de panells que caben en la superfície disponible per a cada inclinació possible, càlcul de l'energia generada per la instal·lació fotovoltaica per a cada escenari i avaluació econòmica de la viabilitat de cada opció de disseny. Es observarà com, depenent de les circumstàncies específiques, pot resultar més beneficiós adoptar un disseny amb un angle diferent al tradicionalment entès com òptim., Este trabajo propone un enfoque innovador en el estudio de la viabilidad de diseños en instalaciones fotovoltaicas en cubiertas urbanas, centrándose especialmente en la elección del ángulo de inclinación. En contraposición al enfoque tradicional, que considera la mejor inclinación aquella que maximiza la radiación captada por panel, este estudio introduce la posibilidad de desviarse algunos grados de la inclinación óptima teórica para aprovechar al máximo la superficie recolectora de energía de la cubierta. El método desarrollado en este trabajo evalúa la posibilidad de variar el ángulo de inclinación de los paneles, calculando la generación anual de cada posible diseño de instalación, con el objetivo de encontrar la opción que maximice la energía generada por el campo fotovoltaico y analizarla económicamente. El trabajo se ha estructurado en tres fases: modelado de la cantidad máxima de paneles que caben en la superficie disponible para cada inclinación posible, cálculo de la energía generada por la instalación fotovoltaica para cada escenario y evaluación económica de la viabilidad de cada opción de diseño. Se observará cómo, dependiendo de las circunstancias específicas, puede resultar más beneficioso adoptar un diseño con un ángulo diferente al tradicionalmente entendido como óptimo., This work proposes an innovative approach to the study of the feasibility of designs in photovoltaic installations on urban roofs, focusing especially on the choice of the inclination angle. In contrast to the traditional approach, which considers the best inclination to be one that maximizes the radiation captured by the panel, this study introduces the possibility of deviating a few degrees from the theoretical optimal inclination to maximize the energy collecting surface of the roof. The method developed in this work evaluates the possibility of varying the inclination angle of the panels, calculating the annual generation of each possible installation design, with the aim of finding the option that maximizes the energy generated by the photovoltaic field and analyzing it economically. The work has been structured into three phases: modeling the maximum number of panels that fit on the available surface for each possible inclination, calculating the energy generated by the photovoltaic installation for each scenario, and economically evaluating the viability of each design option. It will be observed how, depending on the specific circumstances, it may be more beneficial to adopt a design with a different angle than traditionally understood as optimal.

Traditional grid monitoring methods are well-established in high voltage networks. However, replicating these techniques in low voltage networks, which represent the largest share, is both technically and economically too costly due to the number of devices. The growth of renewable electricity distributed generation affects the stability of the grid due to its intermittency. Recent efforts have centred on to machine learning approaches, specifically artificial neural networks, as an alternative to traditional state estimation techniques. These learning-based models are praised for their ability to handle complexity and non-linearity in power grids, providing accurate estimations with fewer measurements. This thesis presents a comparative study between deep learning machine learning models in the state estimation task for distribution power grids. The objective of the study is to evaluate the performance of the models in predicting voltage states of low voltage networks with renewable energy generation. The study uses a couple of deep learning models, a feed-forward neural network and a multi-layer perceptron regression, and various machine learning models, including random forest, light GBM, and multi-output linear regression. The models are tested on two synthetic networks that represent rural and suburban distribution power grids, comparing their accuracy and efficiency. The primary research objective is to assess the theoretical superiority of deep learning models over machine learning models in terms of accuracy and computational efficiency for the state estimation task. It is intended that this study will provide valuable information on the performance of machine learning and deep learning models for power grid state estimation.

En aquest treball de fi de grau, s'ha realitzat una recerca i estudi de les microxarxes i les seves modalitats, donant èmfasis en els diferents tipus de sistemes d'emmagatzematge i les diverses fonts d'energia, per tal de poder simular un cas d'una microxarxa aïllada amb una producció d'energia fotovoltaica i una bateria. En aquest cas és té en compte una petita comunitat d'habitatges i una granja, per determinar la producció energètica necessària per cobrir els seus consums. Dur a terme un estudi dels components adequats per a la instal·lació i la capacitat mínima requerida del sistema d'emmagatzematge. S’han tingut en compte tots els factors i paràmetres possibles per tal d'aconseguir de la manera més precisa la producció real que s'assoliria, fent ús de diverses pàgines i programes que han permès obtenir les dades necessàries per fer la projecció. Un cop fet l'estudi de la proposta, s'ha aprofitat un model d'una microxarxa aïllada del programa de MATLAB Simulink, per modificar-la i adaptar-la a la nostra instal·lació, i així poder comprovar com actuaria el sistema. El treball finalitza amb les conclusions extretes i un anàlisis econòmic del projecte dut a terme., En este trabajo de fin de grado, se ha realizado una investigación y estudio de las microrredes y sus modalidades, dando énfasis en los distintostipos de sistemas de almacenamiento y las diversas fuentes de energía, para poder simular un caso de una microrred aislada con una producción de energía fotovoltaica y una batería. En este caso se ha tenido en cuenta una pequeña comunidad de viviendas y una granja, para determinar la producción energética necesaria para cubrir sus consumos. Llevar a cabo un estudio de los componentes adecuados para la instalación y la capacidad mínima requerida del sistema de almacenamiento. Se han tenido en cuenta todos los factores y parámetros posibles para conseguir de la manera más precisa la producción real que se lograría, usando varias páginas y programas que han permitido obtener los datos necesarios para hacer la proyección. Una vez hecho el estudio de la propuesta, se ha aprovechado un modelo de una microrred aislada del programa de MATLAB Simulink, para modificarla y adaptarla a nuestra instalación, y así poder comprobar como actuaría el sistema. El Trabajo finaliza con las conclusiones extraídas y un análisis económico del proyecto que se ha llevado a cabo., In this final degree project, a research and study of micro-grids and their modalities has been carried out, emphasizing the different types of storage systems and the various energy sources, in order to simulate a case of an isolated micro-grid with a photovoltaic energy production and a battery. In this case, a small housing community and a farm are taken into account, to determine the energy production necessary to cover their consumption, a study has been carried out with the appropriate components for the installation and the minimum required capacity of the storage system. All possible factors and parameters have been taken into account in order to achieve in the most precise way the real production that would be achieved, using several pages and programs that allowed us to obtain the necessary data to make the projection. Once the study of the proposal has been carried out, a model of a micro-grid isolated from MATLAB Simulink has been used, to modify it and adapt it to our installation, and thus be able to verify how the system would act. The work ends with the conclusions drawn and an economic analysis of the project carried out.

La representació complexa dels sistemes emergeix com una eina que simplifica l'estudi i el disseny de controladors per a sistemes MIMO (amb diverses entrades i diverses sortides), convertint-los en sistemes amb la meitat de dimensió que els sistemes originals. Aquesta metodologia proporciona una perspectiva més manejable, permetent abordar l'estudi i l'anàlisi dels sistemes MIMO d'una manera més senzilla, i facilita l'ús de tècniques de control de forma més simplificada. Aquest treball estudia la teoria relativa a la representació complexa dels sistemes i investiga com les eines existents utilitzades per analitzar l'estabilitat i dissenyar controladors poden ser adaptades al cas de sistemes amb funcions de transferència que involucren coeficients complexes. Es presenta i detalla el codi desenvolupat en MATLAB per calcular els marges d'estabilitat d'un sistema amb funció de transferència que conté coeficients complexes. A més, es realitza una comparació dels resultats obtinguts utilitzant la funció desenvolupada amb els resultats obtinguts mitjançant la funció integrada de MATLAB, en diverses situacions pràctiques. Seguidament, es realitza un anàlisi de tres sistemes que poden ser modelats mitjançant la representació complexa dels sistemes: un inversor LCL, una màquina d'inducció doblement alimentada i un accionament de mitjana tensió., La representación compleja de los sistemas emerge como una herramienta que simplifica el estudio y el diseño de controladores para sistemas MIMO (con múltiples entradas y múltiples salidas), convirtiéndolos en sistemas con la mitad de la dimensión de los sistemas originales. Esta metodología proporciona una perspectiva más manejable, permitiendo abordar el estudio y el análisis de los sistemas MIMO de una manera más sencilla, y facilita el uso de técnicas de control de forma más simplificada. Este trabajo estudia la teoría relacionada con la representación compleja de los sistemas e investiga cómo las herramientas existentes utilizadas para analizar la estabilidad y diseñar controladores pueden adaptarse al caso de sistemas con funciones de transferencia que involucran coeficientes complejos. Se presenta y detalla el código desarrollado en MATLAB para calcular los márgenes de estabilidad de un sistema con función de transferencia que contiene coeficientes complejos. Además, se realiza una comparación de los resultados obtenidos utilizando la función desarrollada con los resultados obtenidos mediante la función integrada de MATLAB, en diferentes situaciones prácticas. Seguidamente, se lleva a cabo un análisis de tres sistemas que pueden modelarse mediante la representación compleja de los sistemas: un inversor LCL, una máquina de inducción doblemente alimentada y un variador de media tensión., The complex representation of systems emerges as a tool that simplifies the study and design of controllers for MIMO systems (with multiple inputs and multiple outputs), converting them into systems with half the initial dimension. This methodology provides a more manageable perspective, allowing for a simpler approach to the study and analysis of MIMO systems, and facilitates the use of control techniques in a more streamlined manner. This work studies the theory related to the complex representation of systems and investigates how existing tools used to analyze stability and design controllers can be adapted to the case of systems with transfer functions involving complex coefficients. The MATLAB code developed for calculating stability margins in systems with transfer functions containing complex coefficients is presented and explained. The results obtained from this custom function are then compared with those from MATLAB's integrated function across various practical scenarios. Following this, an analysis is conducted on three systems modeled using the complex representation: an LCL inverter, a doubly fed induction machine, and a medium-voltage drive., Outgoing

Power electronic components are becoming essential for the present and future grids, giving useful services apart from integrating electrical vehicles (EV), renewable energies or batteries. Voltage Source Converters (VSCs) are a good option to ensure the stability of the grid when there is a fault, which is known as Fault-Ride Through (FRT). In most cases the fault is unbal- anced, which affects directly the control of the power electronic device, having to add a positive and negative sequence control. Despite the wide use of the symmetrical components in the lit- erature, their explanation is not clear in the literature. This thesis aims to explain what are these components and how they can be calculated. Furthermore, the analysis of the symmetrical se- quences is used to try to obtain a small-signal model of a VSC with positive and negative control directly from the sequences. The objective is to use the linear model to analyse the stability and design the controls taking into account the effect of the asymmetry. This thesis also explains the limitations of the presented methodology due to the coupling between positive and negative se- quence components at 0 Hz and 100 Hz. Finally, the obtained model is analysed to identify the differences in the dynamics with respect to a model with positive sequence control.

This project aims to study how mature, technically and economically, is the market in order to supply energy using solar generation on remotes areas. The consumption model analysed has been of a residential consumer, located in Spain. To perform the study, the PV generation has been maximized regarding the optimal surface available in the customer’s emplacement. Several iterations have been considered regarding the storage capacity, with the purpose of finding the best energy solution. For the economic analysis, two variants in the definition of the remote area have been considered. The first one, with the option of connection to the grid, but due to the location the grid supply was unreliable, causing many periods without power supply. The second variant, without the possibility to be connected to the grid, and the goal is to minimize or even to stop using a fuel electricity generator, to make the transition to solar energy. Considering the energy and economic aspects, it is aimed to provide a final proposal.

Tesi amb menció de Doctorat Industrial (Generalitat de Catalunya), Tesi en modalitat de compendi de publicacions, In reference to IEEE copyrighted material which is used with permission in this thesis, the IEEE does not endorse any of Universitat Politècnica de Catalunya's products or services. Internal or personal use of this material is permitted. If interested in reprinting/republishing IEEE copyrighted material for advertising or promotional purposes or for creating new collective works for resale or redistribution, please go to http://www.ieee.org/publications_standards/publications/rights/rights_link.html to learn how to obtain a License from RightsLink, (English) In recent years, there has been a significant increase in the growth of electricity demand. This electricity demand requires retrofitting of lines or exploiting the maximum capacity of existing power lines. In addition, substation connectors are the critical components of power systems since the failure of substation connectors can lead to serve power outages and significantly affect the power transmission efficiency. Therefore, it is vital to have real-time information on key elements of electrical systems, such as connectors and conductors, in order to ensure the reliability and efficiency of power transmission systems. To this end, the Smartconnector project aims to combine ICT (Information and Communication Technologies), IoT (Internet of Things) and data-driven technologies to estimate the state of health of substation connectors and take advantage of the maximum capacity of lines. Over the past few years, several research projects have been carried out to develop a smart high voltage connectors prototype, Smartconnector, in order to collect and wirelessly transmit information from power connectors in real time. Moreover, a prediction model has been proposed to utilize the collected data to separately predict the remaining useful life of connectors. However, improvements, experimental validation and field application are still needed to verify the reliability and feasibility of the Smartconnector prototype. In addition, field application of the IoT device is required for both connectors and conductors. This thesis is dedicated to the development, improvement, and experimental validation of the IoT prototype and the extension of its application to further increase the efficiency of power transmission systems. It is divided into two cores, which include the optimization of the Smartconnector prototype, and the extension of its application. This thesis improves the power management system, which helps to prolong the lifetime of the device. This improveme, (Español) 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, Postprint (published version)

The expression “lightning never strikes twice” is questioned in this paper because, among the randomness of lightning impacts, some spots are hit even more than twice year after year. This article introduces the recurrent lightning spots (RLS) concept, which are locations periodically impacted by cloud-to-ground lightning every consecutive year over a certain period. RLS are investigated in two regimes, with markedly different lightning climatology but similar orography, for 10 consecutive years: Catalonia (North East of Spain, Europe) and Barrancabermeja (North Central Colombia, South America). Results revealed 148 and 916 RLS in Catalonia and Barrancabermeja, respectively. RLS in both regions are typically found to be related to tall structures, mountain peaks, and steep terrain. The method allowed us to identify those tall towers and orographic relief frequently affected by lightning that are not detected with the mere computation of the ground flash density. In the case of Catalonia, some RLS are found offshore. Besides the scientific interest in understanding lightning, the new concept of RLS provides additional and valuable information applicable to lightning protection engineering., This work was also supported by research Grant ESP2017‐86263‐C4‐2‐R funded by MCIN/AEI/https://doi.org/10.13039/ 501100011033 and by “ERDF A way of making Europe,” by the “European Union”; and Grants PID2022‐136348NB‐ C32, PID2019‐109269RB‐C42, EQC2021‐006957‐P, and ENE2017‐ 91636‐EXP funded by MCIN/AEI/https:// doi.org/10.13039/501100011033. The authors are grateful to Keraunos SAS (Colombia) for providing lightning data of LINET in Colombia and to Nowcast GmbH (Germany) for providing data of LINET in Spain., Peer Reviewed, Postprint (published version)

El present informe presenta un possible model de negoci bast en la utilització d'un grup de vehicles elèctrics per participar en el mercat energètic de flexibilitat, mercat on s'ajusten la demanda i l'oferta d'energia per optimitzar-ne l'ús, mitjançant l'ús de carregadors bidireccionals. L'objectiu és obtenir un perfil de càrrega òptim pel grup de vehicles elèctrics, que permeti oferir un cert nivell de flexibilitat a la vegada que es minimitza el cost de càrrega i analitzar si la retribució percebuda per aquest servei pot crear una nova font d'ingressos. L'anàlisi del perfil de càrrega s'ha dut a terme mitjançant un software d'optimització. En aquesta eina, s'ha conformat una metodologia per oferir flexibilitat que analitza tres perfils de càrrega òptims diferents. Dins d'aquestes tres optimitzacions s'ha dut a terme una anàlisi de perfils de càrrega per minimitzar el cost, maximitzar la flexibilitat generada i finalment un perfil que barreja els dos propòsits. Els resultats assolits en aquest programa s'han exportat al segon software utilitzat, Matlab. En aquest programa s'han tractat les dades i s'ha confeccionat els resultats econòmics com ara els beneficis o la viabilitat econòmica. Tenint en compte el perfil òptim creat en el propòsit que busca minimitzar la càrrega i oferir flexibilitat, s'ha trobat un resultat econòmic final de 3,85 € de benefici per vehicle per cada dia de la simulació. A més s'ha analitzat la viabilitat econòmica del negoci per a cada vehicle elèctric, tenint en compte els diferents tipus costos, i s'han aconseguit uns resultats del VAN i el TIR molt favorables del 6.158,38 € i 24,02 % respectivament., El presente informe presenta un posible modelo de negocio basado en la utilización de un grupo de vehículos eléctricos para participar en el mercado energético de flexibilidad, mercado donde se ajustan la demanda y la oferta de energía para optimizar su uso, mediante el uso de cargadores bidireccionales. El objetivo es obtener un perfil de carga óptimo para el grupo de vehículos eléctricos, que permita ofrecer un cierto nivel de flexibilidad a la vez que se minimiza el coste de carga y analizar si la retribución percibida por este servicio puede crear una nueva fuente de ingresos. El análisis del perfil de carga se ha llevado a cabo mediante un software de optimización. En esta herramienta, se ha conformado una metodología para ofrecer flexibilidad que analiza tres perfiles de carga óptimos diferentes. Dentro de estas tres optimizaciones se ha llevado a cabo un análisis de perfiles de carga para minimizar el coste, maximizar la flexibilidad generada y finalmente un perfil que mezcla ambos propósitos. Los resultados alcanzados en este programa se han exportado al segundo software utilizado, Matlab. En este programa se han tratado los datos y se ha confeccionado los resultados económicos como los beneficios o la viabilidad económica. Teniendo en cuenta el perfil óptimo creado en el propósito que busca minimizar la carga y ofrecer flexibilidad se ha encontrado un resultado económico final de 3,85 € de beneficio por vehículo por cada día de la simulación. Además, se ha analizado la viabilidad económica del negocio para cada vehículo eléctrico, teniendo en cuenta los diferentes tipos de costes, y se han conseguido unos resultados del VAN y el TIR muy favorables de 6.158,38 € y 24,02 % respectivamente., The present report introduces a potential business model based on the use of a group of electric vehicles to participate in the flexibility energy market, a market where energy demand and supply are adjusted to optimize their use, through the use of bidirectional chargers. The goal is to obtain an optimal charging profile for the group of electric vehicles, which allows for offering a certain level of flexibility while minimizing charging costs and analyzing whether the remuneration received for this service can create a new source of income. The analysis of the charging profile was conducted using optimization software. In this tool, a methodology for offering flexibility was developed, analyzing three different optimal charging profiles. Within these three optimizations, an analysis of charging profiles was carried out to minimize cost, maximize generated flexibility, and finally, a profile that mixes both purposes. The results achieved in this program were exported to the second software used, Matlab. In this program, the data was processed and the economic results such as profits or economic viability were compiled. Considering the optimal profile created with the purpose of minimizing the charge and offering flexibility, a final economic result of €3.85 profit per vehicle per day of the simulation was found. Additionally, the economic viability of the business for each electric vehicle was analyzed, taking into account different types of costs, and very favorable results of the NPV and IRR of 6.158,38 € and 24.02 % respectively were achieved.

The scope of this project is to comprehend, analyze and model on-chain-link based multiport converters able to connect High Voltage Direct Current (from now on HVDC) and Medium Voltage Direct Current (from now on MVDC) to Alternating current networks Firstly, there is a theoretical study where multiple types of converters are exposed. It’s explained how do they work, how they classify and their functionality. It starts from the mostsimple converters and it reaches complex structure converters, which are going to be in the scope for the results. Following on, models studied have been analyzed and represented using MATLAB [2] software, which helps to analyze and faithfully study the behavior of our converter or electrical system. Finally, this knowledge is being put together into creating a MMC converter simulating its behavior in the AC network. Models have been made through MATLAB’s Simulink add-on, which makes it easier to view and schematize the converters and network, meaning that, for the explanations and for the obtention of results, MATLAB is going to be used. Results are going to be broken down and conclusions will be made regarding the results of all the study, leaving a follow-up path for the interest of the reader.

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.

El objetivo del presente proyecto es el de determinar las actuaciones necesarias a nivel de instalaciones eléctricas para realizar la sustitución de los cuadros eléctricos del edificio de oficinas centrales de TMB (Transportes Metropolitanos de Barcelona), incluyendo la sustitución del actual Grupo Electrógeno, así como definir una nueva infraestructura de distribución de SAI (Sistema de Alimentación Inenterrumpida). A lo largo de los años los cuadros han ido sufriendo modificaciones, se han ido añadiendo consumos y manipulando las protecciones que lo conforman, este hecho ha ocasionado que en algunos de estos aparatos actualmente no se cumpla la selectividad y que otros hayan quedado obsoletos y/o saturados, hallando incluso en algunos casos diferentes fuentes de suministro alimentando al mismo cuadro sin estar correctamente separadas e identificadas. Este proyecto incluye: • La sustitución de los cuadros eléctricos existentes por otros de características y prestaciones que cumplan con la normativa actual. • La separación de los suministros de acuerdo con las necesidades actuales en: consumo “Normal”, consumo “Conmutado” y consumo “SAI”. • La sustitución de la LGA (Línea General de Alimentación) ubicada en el CT (Centro de Transformación) y la línea que da suministro al CGBT (Cuadro General de baja Tensión). • La sustitución de las líneas troncales que derivan hacia los cuadros de planta. • La sustitución del grupo electrógeno por otro de características iguales en cuanto a potencia y autonomía, además de la adecuación de la sala técnica donde se ubicará con tal de cumplir con la normativa vigente., L'objectiu del present projecte és el de determinar les actuacions necessàries a nivell d'instal·lacions elèctriques per realitzar la substitució dels quadres elèctrics de l'edifici d'oficines centrals de TMB (Transports Metropolitans de Barcelona), incloent la substitució de l'actual Grup Electrogen, així com definir una nova infraestructura de distribució de SAI. Al llarg dels anys els quadres han anat patint modificacions, s'han anat afegint consums i manipulant les proteccions que el conformen, aquest fet ha ocasionat que en alguns d'aquests aparells actualment no es compleixi la selectivitat i que d'altres hagin quedat obsolets i/o saturats, trobant fins i tot en alguns casos diferents fonts de subministrament alimentant el mateix quadre sense estar correctament separades. Aquest projecte inclou: • La substitució dels quadres elèctrics existents per altres de característiques i prestacions que compleixin amb la normativa actual. • La separació dels subministraments d'acord amb les necessitats actuals en: consum "Normal", consum "Commutat" i consum "SAI". • La substitució de la LGA (Línia General d'Alimentació) ubicada al CT (Centre de Transformació) i la línia que dona subministrament al QGBT (Quadre General de baixa Tensió). • La substitució de les línies troncals que deriven cap als quadres de planta. • La substitució del grup electrogen per un altre de característiques iguals en quant a potència i autonomia, a més de l'adequació de la sala tècnica on s' ubicarà per tal de complir amb la normativa vigent., The aim of this project is to determine the necessary actions at the electrical installation level to replace the electrical panels of the central office building of TMB (Metropolitan Transport of Barcelona), including the replacement of the current generator group, as well as to define a new infrastructure for UPS distribution. Over the years, the panels have undergone modifications, additional loads have been added, and the protective devices have been manipulated. This has caused some of these devices to currently not meet selectivity requirements, and others have become obsolete and/or overloaded. In some cases, different power sources are even found supplying the same panel without being correctly separated. This project includes: • The replacement of existing electrical panels with others that meet current regulations in terms of characteristics and performance. • The separation of supplies according to current needs: "Normal" consumption, "Switched" consumption, and "UPS" consumption. • The replacement of the GPL (General Power Line) located in the TS (Transformation Station) and the line that supplies the GLVP (General Low Voltage Panel). • The replacement of the main lines that lead to floor panels. • The replacement of the generator group with one of equal power and autonomy, as well as the adaptation of the technical room where it will be located in order to comply with current regulations.

En aquest treball de fi de grau " Influencia de los componentes de las redes eléctricas en las resonancias", es posa èmfasi en investigar mitjançant l'anàlisi numèric com els paràmetres dels elements constituents de les xarxes elèctriques afecten les ressonàncies associades a aquestes. L'objectiu principal és avaluar la seva influència tant en les freqüències de ressonància com en els mòduls d'impedància corresponents. Per aconseguir-ho, s'ha utilitzat MATLAB versió R2022b i s'ha elaborat un programa que permet dur a terme una anàlisi modal en una varietat de xarxes amb diferents mides i composicions per tal d'obtenir el seu índex de sensibilitat nodal. El projecte es divideix en una secció teòrica i una altra pràctica. En el marc teòric, s'aborda l'anàlisi modal de ressonància i l'anàlisi de sensibilitat nodal, on s'exploren aspectes com la ressonància harmònica i es detallen diversos mètodes d'anàlisi, destacant l'anàlisi modal. A partir d'aquest últim, s'examina l'índex de sensibilitat tant de la impedància com de la freqüència, juntament amb el seu procés d'obtenció. A la part pràctica, es duu a terme la implementació mitjançant el mètode de pertorbació basat en simulacions de diverses xarxes IEEE amb diverses configuracions i mides, aplicant els conceptes teòrics prèviament discutits. Els resultats obtinguts proporcionen una comprensió més profunda de les ressonàncies en les xarxes elèctriques i la seva relació amb els paràmetres dels components. S'identifiquen els modes crítics, juntament amb les seves freqüències de ressonància i les impedàncies modals corresponents i s'analitza com varien en funció dels canvis en els paràmetres de la xarxa., En este trabajo fin de grado “Influencia de los componentes de las redes eléctricas en las resonancias”, se enfoca en investigar mediante el análisis numérico cómo los parámetros de los elementos constituyentes de las redes eléctricas afectan en las resonancias asociadas a estas. El objetivo principal es evaluar su influencia tanto en las frecuencias de resonancia como en los módulos de impedancia correspondientes. Para lograrlo, se utilizó MATLAB versión R2022b y se ha elaboradoun programa que permite llevar a cabo un análisis modal en una variedad de redes con distintos tamaños y composiciones para poder obtener su índice de sensibilidad nodal. El proyecto se divide en una sección teórica y otra práctica. En el marco teórico, se aborda el análisis modal de resonancia y el análisis de sensibilidad nodal, donde se exploran aspectos como la resonancia armónica y se detallan varios métodos de análisis, destacando el análisis modal. A partir de este último, se examina el índice de sensibilidad tanto de la impedancia como de la frecuencia, junto a su proceso de obtención. En la parte práctica, se lleva a cabo la implementación mediante el método de perturbación en base a simulaciones de varias redes IEEE con diversas configuraciones y tamaños, aplicando los conceptos teóricos previamente discutidos. Los resultados obtenidos proporcionan una comprensión más profunda de las resonancias en las redes eléctricas y su relación con los parámetros de los componentes. Se identifican los modos críticos, junto con sus frecuencias de resonancia y las impedancias modales correspondientes y se analizan cómo varían en función de los cambios en los parámetros de la red., This undergraduate thesis "Influence of the components of electrical networks on resonances", is focused on investigating through numerical analysis how the parameters of the constituent elements of electrical networks affect the resonances associated with them. The main objective is to evaluate their influence on both resonance frequencies and corresponding impedance modules. In order to achieve this, MATLAB version R2022b was used, and a program was developed to perform modal analysis on a variety of networks with different sizes and compositions to obtain their nodal sensitivity index. The project is divided into a theoretical section and a practical one. In the theoretical framework, modal resonance analysis and nodal sensitivity analysis are addressed, exploring aspects such as harmonic resonance and detailing various analysis methods, with modal analysis being highlighted. Based on the latter, the sensitivity index of both impedance and frequency is examined, along with its derivation process. In the practical part, implementation is carried out using the perturbation method based on simulations of various IEEE networks with different configurations and sizes, applying the previously discussed theoretical concepts. The results obtained provide a deeper understanding of resonances in electrical networks and their relationship with component parameters. Critical modes are identified, along with their resonance frequencies and corresponding modal impedances. It is also analysed how they vary depending on changes in network parameters.

L’organització marítima internacional (omi) ha acordat reduir un 40% les emissions de gasos d’efecte hivernacle del transport marítim el més aviat possible. éS per això que els armadors de vaixells hauran d’adaptar els seus sistemes de propulsió amb l’objectiu de complir amb els requeriments que imposarà aquesta prestigiosa organització. un dels estudis pilars plantejats per l’autor del projecte és l’estudi de l’ús dels anomenats portadors d’hidrogen coneguts científicament com a portadors densos d’hidrogen (dhc). El metanol, l’amoníac i l’hidrogen líquid tenen bones propietats en aplicacions a la indústria naval. A més a més, s’ha de definir els sistemes de propulsió candidats per implementar en els vaixells. Aquests determinaran, en gran part, la quantitat de productes contaminants alliberats a l’atmosfera. En aquest sentit, es procedeix a fer un estudi de quin equip de potència és el més adequat pera a cada dhc plantejats inicialment. Segons els mètodes econòmics, l’amoníac es posiciona com a dhc guanyador ja que, tot i presentar limitacions en termes de salut, té una densitat energètica en volum alta en relació l’hidrogen. També es realitza un estudi on s’explica que el motor de combustió interna (mci) és la unitat de potència més desenvolupada i consolidada en el mercat de la indústria naval. un altre punt imprescindible per complir amb els propòsits de la omi és determinar quina és la millor manera de produir hidrogen. Amb altres paraules, determinar a partir de quines fonts d’energia d’origen renovable es pot produir hidrogen d’una manera eficient, ja que els objectius de la imo de descarbonització no es compliran si no es fa un pas endavant en termes de desenvolupament de fonts d’energia renovables. Segons els estudis realitzats s’espera que en els propers anys les energies procedents de fonts renovables com són les oceàniques tinguin un paper clau en la descarbonització. La conclusió obtinguda de la consolidació del projecte big hit és que l’hidrogen pot ac

We consider a Thévenin equivalent circuit capturing the dynamics of a power grid as seen from the point of common coupling with a power electronic converter and propose a solution to the problem of online identification of the corresponding circuit parameters. For this purpose, we first derive a linear regression model in the conventional abc coordinates that, unfortunately, suffers from severe lack of identifiability properties. In spite of this fact, we design a bounded observer-based composite identifier that, requiring only local measurements and knowledge of the grid frequency, ensures global boundedness of the parameters estimation error and convergence to a practically small residual set. An extension that guarantees exponential convergence of these errors to zero, in the case that the grid is dominantly inductive, is further provided. The performance of the proposed identifier, which subsumes a conventional gradient descent algorithm, is illustrated via detailed computer simulations., The work of Oriol Gomis-Bellmunt was supported by the Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA), Spain Academia Program. Ministerio de Ciencia e Innovación (Proyecto Equired) (PID2021-124292OB-I00)., Postprint (published version)

This Master’s thesis titled "Project of Thermal Modelling Transformers" presents a comprehensive study of thermal phenomena in air transformers with an emphasis on developing a reliable predictive model for hotspot temperatures. With an objective to devise static models, this research employs a multi-faceted approach encompassing mathematical analysis with thermal resistance networks. The thesis initiates by grounding in the fundamentals of heat transfer, exploring the mechanisms of conduction, convection, and radiation, and assessing their implications in transformer design. The thermal models account for critical factors such as power losses, heat capacities, and the nature of transformer operations. Experimental validations are conducted using different transformer topologies, offering insights into the model's efficacy. Ultimately, the study culminates in a validated thermal model that integrates into a broader PhD work, with the potential to optimize thermal management in electrical devices. The models exhibit a robust correlation with empirical data, reinforcing their utility in the thermal assessment of air transformers and their design optimization.

Este documento analiza: (1) el marco normativo de las instalaciones interiores, sus elementos y los criterios de diseño, (2) las distintas modalidades de fraude, enganches directos, enganches con contrato y puntualmente la manipulación de contadores y (3) los impactos del fraude, clasificados según su naturaleza y el actor afectado del sector eléctrico ., Preprint

Emissivity and absorptivity are important parameters in overhead power line conductors that depend on the conductor surface condition, so their values change as the conductors age. They have an important effect on their thermal behavior, so it is important to know their value when designing dynamic line rating (DLR) strategies. DLR methods are becoming increasingly important, especially in areas with congested power lines, as they allow the full capacity of the lines to be utilized by dynamically determining their maximum allowable currents without exceeding the safe temperature limits of the conductors, thus ensuring that they operate within safe limits. However, measuring emissivity and absorptivity is non-trivial and requires complex tests that cannot be performed in the field. Using simulations based on a realistic thermoelectric model and experimental tests performed on three types of transmission line conductors in a high-current laboratory, this paper shows the importance and effect of emissivity on conductor temperature. It also presents a method for measuring the emissivity value based on adjusting the emissivity and absorptivity values in the thermoelectric model to match the experimental values. The results presented show that aged conductors allow an increase in the maximum current carrying capacity compared to new conductors in the order of 5–14 %, depending on the conductor type considered and the operating conditions., This research was funded by Generalitat de Catalunya, grant numbers 2021 SGR 00392 and 2020 DI 007., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Alguns propòsits de la liberalització del mercat elèctric van ser fomentar la competència, incrementar l’eficiència del sistema, estimular la innovació i disminuir el cost elèctric per als consumidors, passant d’un sistema dominat per un petit número d’empreses integrades verticalment que controlaven la generació, la distribució i la comercialització a un sistema obert a nous participants. Més de 20 anys després, el sistema encara no ha assolit la liberalització total, caracteritzada per una competència perfecta i una plena obertura del mercat, tal com apunten els elevats preus de l’electricitat, les excessives barreres d’entrada i el domini de grans companyies. La difícil detecció de males pràctiques ha portat a la investigació de mecanismes per detectar i mitigar aquestes estratègies, tot i que encara hi ha molt camí a recórrer. El present treball analitza l’exercici del poder de mercat de les 3 companyies de generació més grans de la Península Ibèrica per l’any 2022 i 2023 mitjançant l’ús d’un índex estructural desenvolupat recentment: l’Índex de Retorn de la Capacitat Retinguda o RWC. L’índex indica els incentius que experimenten els generadors per retenir capacitat del mercat majorista de l’electricitat, i és un índex calculable amb dades públiques disponibles, que té en compte factors crucials com l’elasticitat de la demanda i els portafolis de generació de les companyies. A tall de resum, les empreses analitzades presenten uns incentius moderats per l’any 2022 i alts per l’any 2023. Destaca la presència d’aquests incentius en períodes concrets i coincidents en totes les companyies, així com la importància dels seus portafolis de generació. El model emprat presenta un ajust que varia en funció del període analitzat i de les variables considerades, podent-se adaptar a situacions o factors concrets. Per concloure, l’anàlisi ha permès detectar els punts forts i dèbils de l’aplicació del índex en un mercat com el de l’electricitat, presentant-se com un índex innov, Algunos propósitos de la liberalización del mercado eléctrico fueron fomentar la competencia, incrementar la eficiencia del sistema, estimular la innovación y reducir el coste eléctrico para los consumidores, pasando de un sistema dominado por un pequeño número de empresas integradas verticalmente que controlaban la generación, la distribución y la comercialización a un sistema abierto a nuevos participantes. Más de 20 años después, el sistema aún no ha logrado la liberalización total, caracterizada por una competencia perfecta y una plena apertura del mercado, tal y como apuntan los elevados precios de la electricidad, las excesivas barreras de entrada y el dominio de grandes compañías. La difícil detección de malas prácticas ha llevado a la investigación de mecanismos para detectar y mitigar estas estrategias, aunque aún queda mucho camino por recorrer. El presente trabajo analiza el ejercicio del poder de mercado de las 3 compañías de generación más grandes de la Península Ibérica para los años 2022 y 2023, mediante el uso de un índice estructural desarrollado recientemente: el Índice de Retorno de la Capacidad Retenida o RWC. El índice indica los incentivos que experimentan los generadores para retener capacidad del mercado mayorista de la electricidad, y es un índice calculable con datos públicos disponibles, que tiene en cuenta factores cruciales como la elasticidad de la demanda y el portafolios de generación de las compañías. A modo de resumen, las compañías analizadas presentan unos incentivos moderados para el año 2022 y elevados para el año 2023. Destaca la presencia de estos incentivos en períodos concretos y coincidentes en todas las compañías, así como la importancia de sus portafolios de generación. El modelo empleado presenta un ajuste que varía en función del período analizado y de las variables consideradas, pudiéndose adaptar a situaciones o factores concretos. Para concluir, el análisis ha permitido detectar los puntos fuertes y débiles de la apl, Some purposes of the liberalization of the electricity market were to foster competition, increase system efficiency, stimulate innovation, and reduce electricity costs for consumers, transitioning from a system dominated by a small number of vertically integrated companies that controlled generation, distribution, and commercialization to a system open to new participants. More than 20 years later, the system has not yet achieved full liberalization, characterized by perfect competition and full market openness, as indicated by high electricity prices, excessive entry barriers and the dominance of large companies. The difficult detection of malpractices has led to the investigation of mechanisms to detect and mitigate these strategies, although there is still much ground to cover. This paper analyses the exercise of market power by the three largest generation companies in the Iberian Peninsula for the years 2022 and 2023, using a recently developed structural index: the Return on the Withholding Capacity Index or RWC. The index indicates the incentives experienced by generators to withhold capacity from the wholesale electricity market and is a computable index with publicly available data, which considers crucial factors such as demand elasticity and the generation portfolios of companies. In summary, the analysed companies present moderate incentives for the year 2022 and high incentives for the year 2023. The presence of these incentives in specific periods and coinciding in all companies stands out, as well as the importance of their generation portfolios. The model used shows an adjustment that varies depending on the analysed period and considered variables being adaptable to specific situations or factors. In conclusion, the analysis has allowed to identify the strengths and weaknesses of the index application in a market such as the electricity market, presenting itself as an innovate index that can serve as a basis for authorities to monitor, control and

(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)

© 2024 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., Impedance/admittance transfer matrix characterization of voltage source converters is an important issue in frequency domain stability studies. Several approaches in the dq- and pn-frame are proposed to obtain this matrix with either experimental or numerical simulation measurements. Although these are well-established approaches, various issues require further study. The paper presents a detailed review and discussion on the dq- and pn-frame approaches for converter impedance/admittance transfer matrix measurements and contributes to clarifying the influence of the mirror frequency effect and the starting point of the FFT window on these measurements. Index The contributions are validated by PSCAD/EMTDC simulation with a VSC model containing PLL and outer controls., Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant, Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant::7.1 - Per a 2030, garantir l’accés universal a serveis d’energia assequibles, confiables i moderns, Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant::7.2 - Per a 2030, augmentar substancialment el percentatge d’energia renovable en el con­junt de fonts d’energia, Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant::7.a - Per a 2030, augmentar la cooperació internacional per tal de facilitar l’accés a la investigació i a les tecnolo­gies energètiques no contaminants, incloses les fonts d’energia renovables, l’eficiència energètica i les tecnologies de combustibles fòssils avançades i menys contaminants, i promoure la inversió en infraestructures energètiques i tecnologies d’energia no contaminant, Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant::7.b - Per a 2030, ampliar la infraestructura i millorar la tecnologia per tal d’oferir serveis d’energia moderns i sos­tenibles per a tots els països en desenvolupament, en particular els països menys avançats, els petits estats insulars en desenvolupament i els països en desenvolupament sense litoral, d’acord amb els programes de suport respectius, Postprint (author's final draft)

Large electrical transmission networks are susceptible to undergo very large blackouts due to cascading failures, with a very large associated economical cost. In this work we propose segmenting large power grids using controllable lines, such as high-voltage direct-current lines, to reduce the risk of blackouts. The method consists in modifying the power flowing through the lines interconnecting different zones during cascading failures in order to minimize the load shed. As a result, the segmented grids have a substantially lower risk of blackouts than the original network, with reductions up to 60% in some cases. The control method is shown to be specially efficient in reducing blackouts affecting more than one zone., Peer Reviewed, Postprint (published version)

The scope of this final master’s degree project is to provide a set of tests capable of estimating the dynamic parameters under load of a permanent magnet synchronous motor. Taking the motor model and selected readings of its operation, the parameters will be determined and fed to the controller, improving its dynamic behavior. To develop these tests, the implementation process will be performed in simulation before the hardware deployment. First, an introduction to the electric vehicle market is performed to provide a perspective on current usage in the vehicle market, as well as identification of the electric drive architectures present in these electric vehicles. Moreover, the parameter estimation problem is presented, and the current state-of-the-art solutions are analyzed. Proceeding with the definition of theoretical bases of electric machines and more specifically permanent magnet synchronous machines. Mathematical models of the permanent magnet synchronous machines used for the parameter estimation and simulation are presented in chapter 4. The following chapter proposes the estimation methods and tests to provide the set of motor parameters. At last, validation of the proposed method is provided, L'abast d'aquest projecte final de màster és proporcionar un conjunt de proves capaç de estimar els paràmetres dinàmics sota càrrega d'un motor síncron d’imants permanents. A partir del model del motor i les lectures seleccionades de la seva operació, es determinaran els paràmetres i es proporcionaran al controlador, millorant el seu comportament dinàmic. Per desenvolupar aquestes proves, es realitzarà el procés d'implementació en simulació abans del desplegament del maquinari. En primer lloc, es realitza una introducció al mercat del vehicle elèctric per proporcionar una perspectiva sobre l'ús actual en el mercat dels vehicles, així com la identificació de les arquitectures de màquina elèctrica presents en aquests vehicles elèctrics. A més, es presenta el problema d'estimació de paràmetres i s'analitzen les solucions actuals de l'estat de l'art. Es procedeix amb la definició de les bases teòriques de les màquines elèctriques i més específicament les màquines síncrones d'imants permanents. Els models matemàtics de les màquines sincròniques d'imants permanents utilitzats per a l'estimació de paràmetres i simulació es presenten al capítol 4 El capítol següent proposa els mètodes d'estimació i les proves per proporcionar el conjunt de paràmetres del motor. Finalment, es proporciona la validació del mètode proposat, El alcance de este trabajo final de máster es proporcionar un conjunto de pruebas capaces de estimar los parámetros dinámicos bajo carga de un motor síncrono de imanes permanentes. Tomando el modelo del motor y lecturas seleccionadas de su operación, se determinarán los parámetros y se alimentarán al controlador, mejorando su comportamiento dinámico. Para desarrollar estas pruebas, se llevará a cabo el proceso de implementación en simulación antes del despliegue en el convertidor. En primer lugar, se realiza una introducción al mercado del vehículo eléctrico para proporcionar una perspectiva sobre el uso actual en el mercado de los diferentes tipos, así como la identificación de las arquitecturas de máquina eléctrica presentes en estos. Además, se presenta el problema de estimación de parámetros y se analizan las soluciones actuales del estado del arte. Se procede con la definición de las bases teóricas de las máquinas eléctricas y más específicamente las máquinas síncronas de imanes permanentes. Los modelos matemáticos de las máquinas síncronas de imanes permanentes utilizados para la estimación de parámetros y simulación se presentan en el capítulo 4. El capítulo siguiente propone los métodos de estimación y las pruebas para proporcionar el conjunto de parámetros del motor. Por último, se proporciona la validación del método propuesto

El present projecte tracta del disseny d'una instal·lació d'autoconsum connectada a la xarxa sense bateries. Existeixen dos objectius principals en el projecte. El primer es basa en la creació de la memòria del projecte seguint el plec de condicions tècniques d'instal·lacions connectades a la xarxa. El segon objectiu és la realització d'un estudi energètic que proporcioni la informació necessària per poder avaluar la situació i prendre les decisions pertinents. Aquest estudi ha de ser extrapolable a altres situacions de forma comprensible i senzilla per l'usuari. Per a dur terme els propòsits s'analitzarà un habitatge unifamiliar i s'explicarà tots els passos que s'han seguit per a la realització del disseny de la instal·lació i es comentarà el perquè de cada decisió que s'ha pres. Posteriorment, s'analitzarà la producció energètica de la instal·lació seleccionada i es compararà amb el consum realitzant l'estudi energètic hora a hora per extreure conclusions més precises i assegurar que la instal·lació s'adequa a les necessitats de l'habitatge. Pel desenvolupament s'ha seguit la normativa vigent exposada en el RD 244/2019, regalament en el qual es defineix l'autoconsum i es detallen les diferents modalitats en les quals els usuaris es poden acollir. També s'expressa com es valoren en termes econòmics l'energia generada per la instal·lació. Addicionalment, es durà a terme un estudi mediambiental on es podrà equiparar la producció d'energia elèctrica mitjançant energia solar amb altres alternatives i es quantificarà la reducció en les emissions de diòxid de carboni estalviadas per l'ús de la instal·lació seleccionada. Finalment, es portarà a cap l'estudi econòmic per determinar la viabilitat de la instal·lació i aproximar la rendibilitat de la inversió necessària per dur-la a terme. Que endinsant-nos a les conclusions, la instal·lació és apte amb un retorn de catorze anys i una garantia de potència de vint-i-cinc anys, El presente proyecto trata del diseño de una instalación de autoconsumo conectada a la red sin baterías. Existen dos objetivos principales en el proyecto. El primero se basa en la creación de la memoria del proyecto siguiendo el pliego de condiciones técnicas de instalaciones conectadas a la red. El segundo objetivo es la realización de un estudio energético que proporcione la información necesaria para poder evaluar la situación y tomar las decisiones pertinentes. Este estudio tiene que ser extrapolable a otras situaciones de forma comprensible y sencilla por el usuario. Para llevar a cabo los objetivos se analizará una vivienda unifamiliar y se explicará todos los pasos que se han seguido para la realización del diseño de la instalación y se comentará el porqué de cada decisión que se ha tomado. Posteriormente, se analizará la producción energética de la instalación seleccionada y se comparará con el consumo realizando el estudio energético hora a hora para extraer conclusiones más precisas y asegurar que la instalación se adecua a las necesidades de la vivienda. Por el desarrollo se ha seguido la normativa vigente expuesta en el RD 244/2019, reglamento en el qual se define el autoconsumo y se detallan las diferentes modalidades en las cuales los usuarios se pueden acoger. También se expresa como se valoran en términos económicos la energía generada por la instalación. Adicionalmente, se llevará a cabo un estudio medioambiental donde se podrá equiparar la producción de energía eléctrica mediante energía solar con otras alternativas y se cuantificará la reducción de las emisiones de dióxido de carbono ahorradas por el uso de la instalación seleccionada. Finalmente, se llevará a jefe el estudio económico para determinar la viabilidad de la instalación y aproximar la rentabilidad de la inversión necesaria para llevarla a cabo. Que adentrándonos en las conclusiones, la instalación es apta con un retorno de catorce años y una garantía de potencia de veinticinco años, This project deals with the design of a self-consumption installation connected to the grid without batteries. There are two main objectives of the project. The first one is based on the creation of the project report following the technical specifications for grid-connected installations. The second objective is the creation of an energy study that provides the necessary information to be able to evaluate the situation and make the relevant decisions. This study has to be applicable to other situations in a user-friendly and comprehensible way. In order to achieve the objectives, a private house will be analysed and all the steps that have been followed for the design of the installation will be explained and the reasons for each decision that has been taken will be discussed. Subsequently, the energy production of the selected installation will be analysed and compared with the consumption by carrying out an hour by hour energy study in order to draw more precise conclusions and ensure that the installation meets the needs of the home. For the development, the current regulations set out in RD 244/2019 have been followed. The Royal Decree defines self-consumption and details the different modalities in which users can use it. It also expresses how the energy generated by the installation is valued in economic terms. In addition, an environmental study will be carried out to compare the production of electricity through solar energy with other alternatives and to quantify the carbon dioxide emissions saved by the use of the selected installation. Finally, an economic study will be carried out to determine the viability of the installation and to approximate the profitability of the investment necessary to carry it out. In the conclusions, the installation is suitable with a return of fourteen years and a power guarantee of twenty-five years

L’operació i gestió d’un sistema elèctric on la fracció de generació elèctrica provinent de fonts d’energia renovable és majoritària, en detriment dels grans generadors síncrons convencionals, presenta diversos reptes tecnològics que han de ser adreçats per tal d’assolir la transició energètica. El desenvolupament de l’estratègia de control de convertidors de potència Grid-Forming representa una via per tal d’operar de manera estable un sistema elèctric dominat per l’electrònica de potència. Així, aquest projecte se centra en presentar el desenvolupament teòric del control d’aquest tipus de convertidors. Primerament, es modela un inversor de tensió GFL i mitjançant diverses simulacions es demostra com no és capaç d’operar connectat a xarxes dèbils. Seguidament, es presenta el desenvolupament de l’estratègia de control de la màquina síncrona virtual, i es construeix un model d’inversor CC/AC que compta amb una font de tensió ideal al bus CC. Per tal de comparar la dinàmica mostrada per cada un dels tipus de regulació primària de la MSV existents, se simula cada un enfront de desconnexions sobtades de grans càrregues del sistema elèctric. Un cop analitzats els resultats obtinguts operant sense considerar la dinàmica introduïda pels elements del bus CC del convertidor, s’estudien els diversos llaços de control addicionals necessaris per gestionar tant la tensió del bus CC, com l’extracció d’energia del recurs primari. Així, primerament es presenta el model d’un generador fotovoltaic, i seguidament, s’introdueix el convertidor de doble etapa CC/CC-CC/AC sobre el qual es dissenya el control del bus CC. D’aquesta manera, es diferencien dues casuístiques diferents, la primera quan el convertidor opera per sota de la capacitat màxima del recurs energètic, i la segona quan el convertidor extreu la màxima potència disponible del recurs primari. Es presenta l’arquitectura de control necessària per treballar en cada un d’aquests contextos operacionals, i posteriorment se simula, La operación y gestión de un sistema eléctrico donde la fracción de generación eléctrica proveniente de fuentes de energía renovable es mayoritaria, en detrimento de los grandes generadores síncronos convencionales, presenta varios retos tecnológicos que deben ser afrontados para conseguir la transición energética. El desarrollo de la estrategia de control de convertidores de potencia Grid-Forming representa una alternativa a fin de operar de manera estable un sistema eléctrico dominado por la electrónica de potencia. Así, este proyecto se centra en presentar el desarrollo teórico del control de este tipo de convertidores. Primeramente, se modela un inversor de tensión GFL y mediante varias simulaciones se demuestra cómo este no es capaz de operar conectado a redes eléctricas débiles. Seguidamente, se presenta el desarrollo de la estrategia de control de la máquina síncrona virtual, y se construye un modelo de inversor CC/AC que cuenta con una fuente de tensión ideal en el bus CC. A fin de comparar la dinámica mostrada por cada uno de los tipos de regulación primaria de la MSV existentes, se simula cada uno de ellos frente a desconexiones repentinas de grandes cargas del sistema eléctrico. Una vez analizados los resultados obtenidos operando sin considerar la dinámica introducida por los elementos del bus CC del convertidor, se estudian los lazos de control adicionales necesarios para gestionar tanto la tensión del bus CC, como la extracción de energía del recurso primario. Así, se presenta el modelo de un generador fotovoltaico, y seguidamente, se introduce el convertidor de doble etapa CC/CC-CC/AC sobre el cual se diseña el control del bus CC. De esta manera, se diferencian dos casuísticas distintas, la primera cuando el convertidor opera por debajo de la capacidad máxima del recurso energético, y la segunda cuando el convertidor extrae la máxima potencia disponible del recurso. Se presenta la arquitectura de control necesaria para trabajar en cada uno de estos co, The operation of a power system where electricity generation is dominated by renewable energy resources, while large conventional synchronous generators are gradually decommissioned, presents several technological challenges which must be addressed in order to achieve the energy transition. The development of the Grid-Forming power converter control strategy represents a feasible way to operate, in a controlled and stabilized manner, an electrical system dominated by power electronics. In this way, this project focuses on presenting the theoretical development of the control of this type of converters. Firstly, a GFL voltage source converter is modeled, and its inability to operate connected to weak networks is demonstrated through several simulations. Afterwards, the development of the control strategy of the virtual synchronous machine is presented, and a DC/AC inverter model is built while considering an ideal voltage source at the DC link. In order to compare the dynamics presented by each of the existing VSM primary regulation types, each one is simulated against the disconnection of large loads of the power system. Once the results obtained for the operation of the VSM without considering the dynamics introduced by the DC link elements of the converter have been analyzed, the additional control loops required to manage both the DC link voltage and the energy extraction from the primary energy resource are discussed. In this manner, the model of a photovoltaic generator is presented, and then a dual-stage DC/DC-DC/AC converter, on which the DC link control is designed, is introduced. In this way, two different operational cases are differentiated, the first one when the converter operates below the maximum power capacity of the primary resource, and the second one when the converter reaches the maximum available power of the PV generator. The control architecture required to operate in both of these operational contexts is discussed, and then, the dual-stage co

This article demonstrates that didactic videos have the potential to enhance quality perception, performance and interest in engineering education. Emergency Remote Learning (ERL) imposed challenging conditions on education, and its impact was especially noticeable in the Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) disciplines. This is mainly due to intrinsic cognitive load associated with the high presence of abstract concepts and to difficulties to establish connections among subjects to foster generative processing. Suitable integration of multimedia resources might be beneficial in both regards. The use of didactic videos as pedagogical aid is expected to yield positive results in electrical engineering education, mitigating the impact caused by ERL situations. Using concept maps to identify key concepts in the Electrical Engineering BSc, this article proposes the creation and integration of nine videos to enhance conceptual learning and the creation of links among subjects. This study encompassed three academic years (from 2019 to 2022), covering pre-ERL, ERL and post-ERL scenarios, and considering a total sample of 157 students. By using a Mixed Methods research design, this study has demonstrated how the integration of didactic videos mitigated the negative effects of the unprecedented ERL conditions, with positive impact on students’ perception on videos’ implications in enhancing their interest and understanding of the subject’s concepts., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

Aquest treball té com a objectiu la realització d'una anàlisi de la situació actual de l’energia solar fotovoltaica i d'una proposta per a la instal·lació solar de potència 82,80 kWp en una nau industrial a Cornellà de Llobregat. En el projecte es realitzarà l'estudi del disseny i dimensionament d'un sistema fotovoltaic destinat a l’autoconsum, connectat a xarxa sobre la coberta d'una planta industrial i amb generació d’excedents acollits a compensació simplificada. S’analitzaran els components principals per al desenvolupament del projecte incloent-hi l’elecció dels mòduls i de l’inversor i determinant la quantitat i disposició de panells integrats necessaris per a la instal·lació, tenint en compte el cost total i la normativa vigent. El projecte constarà dels següents: un nucli de memòria, un estudi de disseny i dimensionament sustentat per una simulació, procediment de legalització, estudi econòmic format pel pressupost i l’estudi de rendibilitat, un estudi ambiental i un social i el plec de condicions, Este trabajo tiene como objetivo la realización de un análisis de la situación actual de la energía solar fotovoltaica y de una propuesta para la instalación solar de potencia 82,80 kWp en una nave industrial en Cornellà de Llobregat. En el proyecto se realizará el estudio del diseño y dimensionamiento de un sistema fotovoltaico destinado al autoconsumo, conectado a red sobre la cubierta de una planta industrial y con generación de excedentes acogidos a compensación simplificada. Se analizarán los principales componentes para el desarrollo del proyecto incluyendo la elección de los módulos y del inversor y determinando la cantidad y disposición de paneles integrados necesarios para la instalación, teniendo en cuenta el coste total y la normativa vigente. El proyecto constará de los siguientes: un núcleo de memoria, un estudio de diseño y dimensionamiento sustentado por una simulación, procedimiento de legalización, estudio económico formado por el presupuesto y el estudio de rentabilidad, un estudio ambiental y uno social y el pliego de condiciones, This work aims to carry out an analysis of the current situation of photovoltaic solar energy and a proposal for the 82.80 kWp solar power installation in an industrial warehouse in Cornellà de Llobregat. The project will carry out the study of the design and dimensioning of a photovoltaic system for self-consumption, connected to the network on the roof of an industrial plant and with the generation of surpluses eligible for simplified compensation. The main components for the development of the project will be analyzed, including the choice of modules and the inverter, and determining the quantity and arrangement of integrated panels necessary for the installation, considering the total cost and current regulations. The project will consist of the following: a memory core, a design and sizing study supported by a simulation, legalization procedure, economic study made up of the budget and the profitability study, an environmental and a social study, and the specifications

El present treball és un pre-projecte de l’enginyeria bàsica del dimensionament d’una petita planta pilot de producció d’hidrogen verd que es podria fer servir als laboratoris de l’Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Industrial de Barcelona. L’energia consumida provindrà dels sobrants elèctrics de la planta fotovoltaica de la Facultat de Matemàtiques i Estadística, que va entrar en funcionament el mes de Desembre de 2022. Aquests sobrants són estimats a partir dels consums de la Facultat extrets de l’eina Sirena de la UPC. Per determinar la generació de la planta es farà servir l’eina gratuïta PVGIS introduint les dades d’aquesta obtingudes del projecte tècnic de la licitació publicada pel concurs de la realització de la planta. Els equips necessaris s’escolliran després de conèixer la cadena de valor de l’hidrogen i contactant amb diversos proveïdors per aconseguir els més adequats i compatibles entre ells, El presente trabajo es un pre-proyecto de la ingeniería básica del dimensionado de una pequeña planta piloto de producción de hidrógeno verde que se podría utilitzar en los laboratorios de la Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Industrial de Barcelona. La energía consumida provendrá de los sobrantes eléctricos de la planta fotovoltaica de la Facultat de Matemàtiques i Estadística, que entró en funcionamiento el mes de diciembre de 2022. Estos sobrantes se estiman a partir de los consumos de la Facultad extraídos de la herramienta Sirena de la UPC. Para determinar la generación de la planta utilizando la herramienta gratuita PVGIS introduciendo los datos de esta obtenidos del proyecto técnico de la licitación publicada para el concurso de la realización de la planta. Los equipos necesarios se escogerán después de conocer la cadena de valor del hidrógeno y contactando con diversos proveedores para conseguir los más adecuados y compatibles entre ellos, This project is a pre-project of the basic engineering of the sizing of a small green hydrogen production pilot plant. The hydrogen will be used in the laboratories of the Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Industrial de Barcelona using the surpluses of the photovoltaic power station of the Facultat de Matemàtiques i Estadística, that came into operation last December 2022. These surpluses are estimated from the consumption of the faculty, extracted from the tool “Sirena” of the UPC. The generation of the photovoltaic system will be determined by using the free tool PVGIS and introducing all the data obtained from the technical project of the public bidding for the plant construction. All the equipment is chosen after a complete understanding of the hydrogen value chain and contacting with different providers

The demand for renewable energy is rapidly increasing for several reasons, including global warming, environmental effects, and energy independence for nations that now import the ma- jority of their energy needs. Europe, as a whole, imports more fossil fuels than any other region in the globe, but the continent made the bold choice to become carbon neutral by 2050. Utilizing as much renewable energy as possible, including wind and solar, will be crucial to meet that goal. In many European nations, wind energy is one of the major sources of electricity, and its proportion will rise. Since wind power over the oceans and seas is more plentiful and powerful than wind power on land, off-shore wind farms are one of the keys to advancing the higher penetration of renewables. Repairs and maintenance in offshore wind farms can be complex, in addition to the difficulties brought on by activities on the sea and the problems caused by humidity. The wind turbine Type IV is typically utilized in off-shore applications to reduce maintenance concerns since it may be gearless and may use a permanent magnet generator and full-scale converter. As the penetration of renewables with power converters grows, new control approaches must be considered, and the benefits and drawbacks of each control structure must be weighed. A wind turbine Type IV model with grid-following and grid-forming control was built in Simulink and PSCAD during this project, and their behavior in an IEEE 9-bus system was evaluated at the completion

In this master thesis, we propose the integration of a multiport converter into grid systems to address the issue of overload on buses connected by direct transmission lines for distribution. The overload problem can lead to power flow imbalances and suboptimal operation of the grid. By implementing the multiport converter, we aim to alleviate these issues and bring the power flow levels to acceptable levels. Therefore, microgrids with a multiport converter can improve operation without building new lines. The proposed solution is analysed and evaluated through simulation studies, and the results demonstrate its effectiveness in addressing the overload problem and improving the overall performance of the grid system. The findings of this study contribute to the development of more efficient and reliable grid systems by providing a practical solution to a common problem. The findings of this study have the potential to inform the design and operation of future grid systems and improve the overall performance of the power network

En aquest document s’exposa l’estudi tècnic i de viabilitat d’una planta fotovoltaica amb emmagatzematge per a generació distribuïda a Santa Mª de Miralles. La generació distribuïda es durà a terme mitjançant l’autoconsum col·lectiu per a un total de vint-i-un consums residencials. Es realitza el repartiment de l’energia mitjançant un sistema de coeficients de repartiment dinàmics els quals s’estableixen depenent dels consums dels usuaris. S’estudiaran dos models de càrrega i descàrrega de les bateries per a la gestió de l’energia generada mitjançant la planta fotovoltaica per a aprofitar l’excedent per als consums nocturns o quan no hi hagi disponibilitat solar. A partir d’aquests models de càrrega i descàrrega, s’analitza el comportament de la planta i es mostra la gestió de l’energia que realitza la planta fotovoltaica per a evacuar l’energia de manera que sigui aprofitable per a els consums. S’analitza l’ús de l’energia assignada mitjançant els coeficients de repartiment de tres dels participants atenent al seu perfil de consum anual i horari mostrant l’estalvi anual que es podria assolir. Es mostra de manera detallada la configuració de la planta i el dimensionament dels equips, conductors, proteccions i estructures de manera justificada atenent al compliment de les normes vigents., En este documento se expone el estudio técnico y de viabilidad de una planta fotovoltaica con almacenamiento para generación distribuida en Santa Mª de Miralles. La generación distribuida se llevará a cabo mediante el autoconsumo colectivo para un total de veintiún consumos residenciales. Se realiza el reparto de la energía mediante un sistema de coeficientes de reparto dinámicos que se establecen dependiendo de los consumos de los usuarios. Se estudiarán dos modelos de carga y descarga de las baterías para la gestión de la energía generada mediante la planta fotovoltaica para aprovechar el excedente para los consumos nocturnos o cuando no exista disponibilidad solar. A partir de estos modelos de carga y descarga, se analiza el comportamiento de la planta y se muestra la gestión de la energía que realiza la planta para evacuar la energía de forma que sea aprovechable para los consumos. Se analiza el uso de la energía asignada mediante los coeficientes de reparto de tres de los participantes atendiendo a su perfil de consumo anual y horario mostrando el ahorro anual que podría alcanzarse. Se muestra de forma detallada la configuración de la planta y el dimensionamiento de los equipos, conductores, protecciones y estructuras de forma justificada atendiendo al cumplimiento de las normas vigentes., This document presents the technical and feasibility study of a photovoltaic power plant with storage for distributed generation in Santa Mª de Miralles. Distributed generation will be carried out through collective self-consumption for a total of twenty one residential consumptions. Energy is distributed through a system of dynamic distribution coefficients which are established depending on user consumption. Two models of charging and discharging of the batteries will be studied for the management of the energy generated by the photovoltaic power plant to take advantage of the surplus for night consumption or when there is no solar availability. Based on these charge and discharge models, the behavior of the photovoltaic power plant is analyzed as well asthe energy management carried out by the photovoltaic power plant,to evacuate the energy so that it can be used for consumption. The use of the assigned energy is analyzed through the distribution coefficients of three of the participants taking into account their annual and hourly consumption profile, showing the annual savings that could be achieved. The configuration of the plant and the design of the equipment, conductors, protections and structures are shown in detail in a justified way, taking into account the compliance with the current rules.

This work presents a literature review about control techniques for parallel connected power inverters under microgrid applications. Some control strategies, based on droop control for parallel inverters of distributed generation units in an ac distribution system will be presented in this work. Finally, an important method called Virtual Oscillating Control (VOC) is suggested for connecting voltage source inverters. Inverters are able to work in parallel with a constant-voltage constant frequency system, as well as with other inverters and also in standalone operation. The different power sources can share the load also under unbalanced conditions. Throughout this work several simulation results are presented in order to demonstrate the behaviour the behavior of the different control strategies tested., Peer Reviewed, Postprint (published version)

En el present document s’estudia la situació energètica a les Terres de l’Ebre - regió situada al sud de Catalunya- mitjançant una anàlisi del consum i la producció energètica, amb l’objectiu d’elaborar un balanç energètic. Per a la valoració del consum, s’ha estudiat la despesa energètica - prenent com a referència l’individu- en els aspectes més bàsics, identificant els següents temes: el transport, l’alimentació i l’habitatge. Per fer l’avaluació de la producció, s’ha comptabilitzat tota la generació d’energia elèctrica aportada per les centrals elèctriques del territori. Tots els resultats obtinguts s’han expressat amb les mateixes unitats (energia per dia i persona [kWh/d · p]), amb el propòsit de poder comparar i avaluar els diferents apartats, indiferentment de la temàtica. El balanç energètic a les Terres de l’Ebre ha resultat negatiu, amb un consum de 47,05 kWh/d · p i una producció de 21,67 kWh/d · p. Davant d’aquest resultat, s’han plantejat un conjunt d’accions per intentar assolir l’autosuficiència energètica de la regió, amb una data límit fixada per al 2040. D’una banda, s’ha proposat reduir el consum d’energia en els sectors del transport i l’habitatge -s’ha comprovat que són els més sol·licitants- amb la finalitat d’arribar als 40,65 kWh/d · p. D’altra banda, s’ha plantejat augmentar la generació d’energia solar i eòlica, elevant la producció fins als 34,52 kWh/d · p. Aquest treball s'ha realitzat aprofitant de la millor manera el temps i els recursos disponibles. Com en tot treball de recerca, hagués estat possible millorar els seus continguts disposant de més temps i tenint accés a més recursos estadístics i/o bibliogràfics per a aconseguir comptabilitzar numèricament totes les propostes i proposar els camins més adients per tal que les Terres de l'Ebre, puguin assolir l’autosuficiència energètica en el termini especificat. Tanmateix, és la intenció d'aquest treball i el de l'autor, haver pogut establir les primeres passes per a assolir-la., The present document studies the energy situation on Terres de l’Ebre, a region in southern Catalonia, through an analysis of energy consumption and production, with the aim of drawing up an energy balance sheet. For the evaluation of consumption, energy expenditure has been studied, taking the individual as a reference, in the most basic aspects, identifying the following areas: transport, food and housing. In order to evaluate production, all the electricity generated by the territory's power stations was taken into account. All the results obtained were expressed in the same units (energy per day and person [kWh/d · p]), in order to be able to compare and evaluate the different sections, regardless of the background. Terres de l'Ebre’s energy balance has been negative, with a consumption of 47,05 kWh/d · p and a production of 21,67 kWh/d · p. In view of this result, a series of actions have been proposed to try to achieve energy self-sufficiency in the region, with a deadline set on 2040. On the one hand, it has been proposed to reduce energy consumption in the transport and housing sectors, which have been found to be the most demanding, with the aim of reaching 40,65 kWh/d · p. On the other hand, it has been proposed to increase the generation of solar and wind energy, raising the production to 34,52 kWh/d · p. This work has been carried out making the best use of the time and resources available. As in all research work, it would have been possible to improve its contents with more time and access to more statistical and/or bibliographic sources to be able to numerically count all the proposals and propose the most appropriate ways for Terres de l’Ebre, to achieve energy self-sufficiency within the specified timeframe. Even so, it is the intention of this work and that of the author to have been able to establish the first steps to achieve it.