Distributed generation of electric energy has become part of the current electric power system. In this context a new scenario is arising in which small energy sources make up a new supply system: The microgrid.The most recent research projects show the technical difficulty of controlling the operation of microgrids, because they are complex systems in which several subsystems interact: energy sources, power electronic converters, energy storage systems, local, linear and non-linear loads and of course, the main grid. In next years, the electric grid will evolve from the current very centralized model toward a more distributed one. At the present time the generation, consumption and storage points are very far away one from each other. Under these circumstances, relatively frequent failures of the electric supply and important losses take place in the transport and distribution of energy, so that it can be stated that the efficiency of the supply system is low.In another context, electric companies are aiming at an electric grid, formed in a certain proportion by distributed generators, where the consumption points are near the generation points, avoiding high losses in the transmission lines and reducing the rate of shortcomings. Summing up, it is pursued the generation of small quantities of electric power by the users (this concept is called microgeneration in the origin), considering them not only as electric power consumers but also as responsible for the generation, becoming this way an integral part of the grid.In this context it is necessary to develop a new concept of flexible grid, i.e., with reconfiguration capability for operation with or without connection to the mains. The future microgrids should incorporate supervision and control systems that allow the efficient management of various kinds of energy generators, such as photovoltaic panels, energy storage systems, and local loads. Hence, we are dealing with intelligent flexible Microgrids capable of import and export power from/to the grid reconfiguring its operation modes and making decisions in real time.The researching lineas that have been introduced in this thesis are focused on the innovation in this kind of systems, the integration of several renewable energy sources, the quality of the power supply, security issues, and the system behavior during faults.In order to carry out some solutions related within these characteristics, the main goal of this thesis is the application on new control stretegies and a power management analysis of a microgrid. Thus, thanks to the emerging of renewable energy, is possible to give an alternative to the decoupling of generation units connected to the utility grid.Likewise, a work methodology has been analyzed and developed based on the modeling, control parameters design, and power management control starting from a single voltage source inverter to a number of interconnected DG units forming flexible Microgrids. In addition, all the mencioned topics have been studied giving new system performances, viability and safe functioning, thanks to the small-signal analysis and introducing control loop design algorithms, improving the import/export of electric power and operating both grid connected mode and an island.This thesis has presented an analysis, simulation and experimental results focusing on modeling, control, and analysis of DG units, giving contributions according to the following steps:- Control-oriented modeling based on active and reactive power analysis- Control synthesis based on enhanced droop control technique.- Small-signal stability study to give guidelines for properly adjusting the control system parameters according to the desired dynamic responseThis methodology has been extended to microgrids by using hierarchical control applied to droop-controlled line interactive UPSs showing that:- Droop-controlled inverters can be used in islanded microgrids.- By using multilevel control systems the microgrid can operate in both grid-connected and islanded mode, in a concept called flexible microgrid.The proposed hierarchical control required for flexible Microgrids consisted of different control levels, as following:- Primary control is based on the droop method allowing the connection of different AC sources without any intercommunication.- Secondary control avoids the voltage and frequency deviation produced by the primary control. Only low bandwidth communications are needed to perform this control level. A synchronization loop can be added in this level to transfer from islanding to grid connected modes.- Tertiary control allows the import/export of active and reactive power to the grid.

El objetivo principal de este trabajo es identificar la mejor alternativa de comercialización para un pequeño medio de generación en sistemas interconectados, tomando en cuenta distintos factores tales como los cambios legislativos, distintos tipos de tecnologías y la ubicación geográfica del pequeño medio de generación. Es conocido por todos que la actividad del ser humano ha ido continuamente mermando la situación medio ambiental, siendo nuestro país no es ajeno a esta realidad mundial. Se suma a lo anterior la gran dependencia energética que nuestro país posee, ha motivado el aprovechamiento de otro tipo de fuentes energéticas que no se utilizan en la actualidad, en particular, las energías renovables no convencionales, provenientes de recursos que son capaz de regenerarse de forma natural y que no se agotan a escala humana, en la forma de pequeños medios de generación que corresponden a centrales de menos de 20 MW sincronizadas al sistema. Para efectos de este trabajo, se consideran centrales cuyos excedentes de potencia son de 9 MW. Debido a la naturaleza reciente de estos hechos hay aspectos, como la comercialización tanto de potencia como de energía, que no se encuentran claros en la actualidad, por lo que este trabajo pretende dar respuesta a esta inquietud. Para ello se estudian las siguientes tecnologías renovables no convencionales: energía eólica, energía solar comprimida térmica, energía solar comprimida stirling y energía hidráulica en pequeña escala. Se identifican cuatro alternativas de comercialización, las cuales son venta a precio estabilizado, mercado spot, venta a distribuidora mediante licitación de contrato y contrato bilateral con un cliente libre. Luego, estas alternativas son comparadas entre sí para distintas zonas del Sistema Interconectado Central, tomando en cuenta la ubicación geográfica de la central. Se concluye que, en la mayor parte del Sistema Interconectado Central, la alternativa más conveniente es mediante precio estabilizado aunque, realizando un análisis de sensibilidad, la alternativa en algunos casos varía. De forma adicional se concluye que los cambios legislativos, en particular, la exención de pago de peaje troncal por parte de los PMG, no dejan claro el incentivo para el desarrollo de este tipo de centrales, ya que la metodología de cálculo de peajes todavía se encuentra en desarrolo en la actualidad. Por lo tanto, son necesarios más incentivos para lograr promover este tipo de centrales, las que tienen un gran futuro, tomando en cuenta la disponibilidad de recursos que hay en nuestro país.

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El objetivo es determinar si la sujeción de las bases en un concurso público de subasta, incentiva o desincentiva a los empresarios generadores de energía renovable y por otra parte hacer una propuesta de mejora; El Tipo de investigación usada en esta investigación es la Teoría fundamentada cualitativa, teniendo como unidad de análisis de la de Unidad de prácticas y un tipo de triangulación de expertos. Los resultados son primero; Que el D.L n.° 1002 y el D.S. 012-2011-EM, al momento de su aplicación, desincentiva la generación de energía renovable para microempresarios. / Tesis / Tesis

La creciente demanda mundial por energías limpias y renovables, en oposición a las energías convencionales, para reducir el impacto ambiental, ha despertado el interés y supervisión de los gobiernos, organizaciones ambientales, comunidades, prensa especializada, clientes con nuevas expectativas y empleados activistas. Cuál es el rol de la comunicación corporativa en este escenario, en la difícil tarea de acompañar a sus empresas y clientes en el camino de la transformación energética? Para responder a esta pregunta contaremos con la presencia de Alejandra Sepúlveda, periodista y Gerente de Comunicaciones Externas de ENGIE Chile.

En este trabajo se realizó el diseño e implementación de un sistema de conversión de energía, basado en un inversor monofásico para una aplicación dentro del contexto de microrredes. Dichos sistemas presentan actualmente un alto impacto dentro de las nuevas estrategias de generación de energía eléctrica cuya base se centra en los sistemas de generación distribuida (DG). Donde básicamente se considera un conjunto de unidades de generación y de cargas como un ente autónomo capaz de funcionar en modo isla o conectado a una red de distribución. Con esta nueva estrategia de generación y distribución de energía eléctrica a partir de fuentes renovables, se crea la necesidad de implementar interfaces que permitan su conexión a la red eléctrica, así como alimentar cargas directamente en ausencia de la misma. A tales interfaces, se les conoce con el nombre de microrredes y los sistemas de conversión de energía juegan un papel muy importante. Bajo este contexto se realizó un estudio, análisis, diseño e implementación por medio de simulaciones y pruebas experimentales de distintas técnicas de control basadas en: controlador proporcional, integral (PI), controlador proporcional más controlador resonante (P+CRes), controlador proporcional Integral más controlador resonante (PI+CRes), controlador proporcional integral más controlador repetitivo (PI+CR). Particularmente, la técnica de control P+CRes se empleó en el lazo de corriente y el resto de las técnicas se emplearon en el lazo de tensión. Destacando la aplicación de dos configuraciones de control novedosas basadas en un esquema de control de dos grados de libertad (Two Degree of Freedom) más controlador repetitivo (Repetitive Control) (2DOF+CR), así como en un esquema PI-P más controlador resonante (PI-P+CRes) que en operación en modo isla del inversor permitieron mantener las características de la señal de tensión que habrá de suministrarse a la carga en forma eficaz. Es decir, con estas configuraciones de control se mantuvo / Ortega González, R. (2012). Aplicación de Técnicas de Control para Reducción del THDv en Inversores Monofásicos de Generación de Energía que Operan en Modo Isla en el Contexto de Microrredes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17740

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / A medida que la participación de energías renovables fluctuantes (ERf), como la energía solar fotovoltaica y eólica, de un sistema eléctrico aumenta, la flexibilidad de la red para responder frente a mayores variaciones e incertidumbre en la demanda neta se torna cada vez más importante. En sistemas hidrotérmicos que poseen centrales hidroeléctricas con capacidad de acumulación, son éstas las que pueden proveer dicha flexibilidad. Así, la nueva meta ERNC 20/25 de Chile motiva a investigar las interacciones sistémicas entre centrales hidroeléctricas y proyectos de ERf. Si bien es conveniente proveer flexibilidad con centrales hidroeléctricas, esta capacidad es limitada, por lo que en esta investigación se exploran dos opciones para incrementarla. Una alternativa consiste en aumentar la potencia instalada de centrales hidroeléctricas ( up-powering ) y otra en optimizar el uso de los estanques de regulación que poseen algunas centrales de pasada. Un tercer punto a estudiar en esta investigación es analizar cómo se modifica la operación de centrales hidroeléctricas conforme una mayor penetración ERf. Una eventual operación más fluctuante, induciría grandes variaciones de caudal entre una hora y otra, lo que puede afectar negativamente otros usos aguas abajo, incluyendo efectos nocivos sobre ecosistemas fluviales. Para llevar a cabo esta investigación se diseñan distintos experimentos utilizando un modelo de minimización de costos (MIP-UC). Este programa determinístico entero-mixto replica las prácticas del operador del Sistema Interconectado Central (SIC) y prescribe la potencia a generar de todas las centrales eléctricas del SIC con resolución horaria en un horizonte típicamente semanal. Los resultados son analizados en escenarios definidos por distintos niveles de penetración de ERf y años hidrológicos. En relación al primer objetivo, se identifica una central a la cual aplicar up-powering es conveniente, aumentando así la capacidad de respuesta frente a variaciones en la demanda neta. Además, se genera una serie de sugerencias de fenómenos a modelar en los siguientes experimentos, como por ejemplo la inclusión de tiempos mínimos de encendido y apagado. Para el segundo objetivo, se endogeniza la operación de los estanques de regulación al MIP-UC, lo cual genera un ahorro sistémico cercano al 4% del costo térmico. Finalmente, mediante un análisis de frecuencia de las series de tiempo de caudales turbinados resultantes del MIP-UC para las principales centrales de embalse, se detectan dos centrales, El Toro y Pangue, particularmente susceptibles a mostrar mayores fluctuaciones de caudal para escenarios de elevada penetración ERf. En éstas se propone evaluar restricciones de operación para proteger a los ecosistemas acuáticos.

Las energías renovables constituyen un recurso importante en el mundo ya que no contaminan el ambiente en comparación con los recursos fósiles. En el mundo se cuenta con un gran potencial de fuentes de energía renovables como el agua (energía hidráulica), los desechos (biomasa), aire (energía eólica), entre otros. Sin embargo, el potencial total de estas energías no son aprovechadas debido a factores como costos, falta de lugares idóneos para su implementación y factores que pueden afectar en muchos casos el hábitat de los animales. En el Perú, el potencial teórico de energía eólica es de alrededor de 22 000 MW contra una capacidad instalada de 239 MW, lo cual representa 1 % del total que se podría obtener. Las principales barreras para un mayor aprovechamiento del potencial eólico son los costos y la tecnología. Dado que el potencial de energía eólica y su crecimiento está basado en la altura de las torres de los aerogeneradores, su desarrollo se ve impedido por el transporte y la maquinaria necesaria para su instalación a más de 100 m de altura. Por ello, en el presente trabajo se desarrolla el diseño de un sistema generador de electricidad con una estructura tipo cometa como dispositivo para captar la energía cinética del aire a alturas mayores a 100 m. El diseño cuenta con una cometa que está unida mediante cables a una unidad de control que cuenta con dos motores DC que modifican el perfil de la cometa para controlar su trayectoria. La unidad de control se une también mediante cables a una estación en tierra donde se encuentra un tambor que transmite el movimiento al generador. En la estación en tierra se ubica un motor AC para retornar la cometa una vez que esta haya alcanzado la altura máxima de operación. El generador se conecta a un banco de baterías para almacenar la energía producida. El control de la trayectoria se realiza mediante un control en tiempo real y módulos de posicionamiento, así como sensores de velocidad de viento, sensores de fuerzas, temperatura y voltaje para asegurar la seguridad del sistema. La metodología del diseño propuesto se delimita a partir del estado del arte encontrado. Luego, se definen los conceptos de solución y se evalúa el concepto de solución óptimo. Se realiza también una evaluación de los sensores y actuadores a usar a partir de los requerimientos establecidos, y se define una estrategia de control para la trayectoria en la generación de energía. El resultado final del diseño se muestra en las ilustraciones del documento y planos. / Tesis

El presente documento conforma la tesis doctoral titulada "Integración de Energías Renovables en Redes Eléctricas Inteligentes". Impulsada por el auge en las energías renovables y las redes inteligentes, la tesis hace un recorrido a través de los sistemas de generación, acumulación y control del sistema eléctrico. Se modela una red distribuida, un sistema de generación fotovoltaico y un sistema de generación eólica y se realizan los estudios de integración estáticos y dinámicos para analizar el comportamiento de las redes con presencia de generación renovable distribuida y sistemas de acumulación. Finalmente, se propone la optimización de los sistemas de generación propuestos para prestar el servicio complementario de ajuste de frecuencia en una red distribuida. Como resultados se presenta el balance de las mejoras que la generación propuesta comporta a la red distribuida estudiada y se desarrollan una serie de objetivos para optimizar la presencia de generación distribuida e implementar nuevas consignas de control.

El objetivo general de esta memoria es diseñar un motor Stirling de baja entalpía para estudiar la posibilidad de generar electricidad mediante fuentes geotérmicas con esta tecnología, principalmente para red domiciliaria. Para esto, se analizó el desempeño de un prototipo de motor Stirling en las dependencias del Departamento de Ingeniería Eléctrica. Así, los resultados obtenidos en el análisis de esta última fueron la base para el diseño del motor Stirling de baja entalpía. Se procedió a la recopilación de antecedentes en cuanto a la tecnología a utilizar, los costos asociados, y la potencialidad de los recursos disponibles. Posteriormente, se elaboraron modelos termodinámicos con el fin de estudiar el comportamiento de un motor Stirling ante las condiciones térmicas de las fuentes geotermales. Estos modelos permitieron seleccionar las dimensiones y la configuración de los elementos constituyentes de la máquina. Los modelos entregaron información valiosa sobre la potencia útil generada por la máquina y sus pérdidas asociadas, identificando sus partes críticas y las soluciones posibles. Se estudió en detalle los tipos de tecnología que se utilizan para motores Stirling de baja entalpía con el fin de elaborar un diseño óptimo. En este sentido, el diseño se basó en experiencias anteriores en este tema, buscando las mejores alternativas y optimizando aquellos diseños. Finalmente, se diseñó un motor Stirling para las condiciones específicas de las fuentes geotermales en Chile, utilizando tanto la información recopilada como las conclusiones obtenidas tras el trabajo en la minicentral.