Orientador: José Luz Silveira / Resumo: Nesse trabalho são apresentadas propostas de sistemas híbridos de geração de energia (SHGE) para o fornecimento de energia elétrica. O Caso 1 propõe um SHGE conectado à rede elétrica (on-grid) para atender a demanda elétrica de edifícios urbanos. O Caso 2 propõe um SHGE aplicado a áreas rurais com disponibilidade de rede elétrica local. O Caso 3 considera uma propriedade rural sem rede elétrica local, portanto propõe-se um SHGE com armazenamento de energia (off-grid). Os três casos são analisados em termos técnicos, econômicos e ambientais para três cidades brasileiras: Fortaleza (CE), Guaratinguetá (SP) e Florianópolis (SC). Para o dimensionamento do SHGE, desenvolve-se um algoritmo de otimização cuja função objetivo é a minimização do custo de geração de energia elétrica. Utiliza-se o software LINGO para a determinação da solução ótima do arranjo SHGE para cada caso. A análise econômica leva em consideração os custos de investimento, operação e manutenção para determinação do período de retorno (payback) e da receita anual esperada. A análise ambiental é feita através do cálculo da eficiência ecológica dos sistemas de geração de energia estudados. Os resultados mostram que o Caso 2 – SHGE on-grid: Propriedade Rural possui o menor período de retorno de investimento, entre 1 e 2 anos. Para todos os casos, a cidade de Fortaleza é onde evidencia-se o menor custo de investimento dos SHGE e, consequentemente, menor custo de geração de eletricidade dada seus elevados potenciais en... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

O Brasil vive um período de crises econômica e financeira que ecoa também no setor energético e que aumenta a importância de se agregar novas usinas de geração ao sistema energético. O acréscimo de novas usinas hidrelétricas e termelétricas, entre outras fontes de energia, além da repotenciação e/ou recapacitação de usinas já em operação ou que não tenham entrado em operação, sempre contribuirá para garantir o atendimento da demanda de consumidores e para reduzir o risco de desabastecimento de energia. Nesse sentido, este trabalho pretende contribuir, apresentando um estudo de pré- viabilidade para implementação de um sistema híbrido hidrelétrico fotovoltaico na barragem de Laranjeiras, com painéis fotovoltaicos sobre o espelho d’água. Essa barragem foi construída nos anos 60 e está localizada logo a jusante da barragem de Canastra, no município de Três Coroas, no Estado do Rio Grande do Sul. O estudo foi realizado com recurso ao software HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewable), o qual exportou na homepage da NASA (National Aeronautics and Space Administration), 8 760 valores horários anuais de radiação solar para a cidade de Três Coroas, e a potência a ser gerada pela hidrelétrica foi determinada a partir de 8 760 dados horários anuais de vazão turbinada de Canastra, os quais foram disponibilizados pela CEEE (Companhia Estadual de Energia Elétrica). Estruturalmente, o trabalho é composto por três artigos, onde o primeiro faz uma revisão de trabalhos recentes sobre o uso de painéis fotovoltaicos sobre estruturas flutuantes em sistemas híbridos hidrelétricos fotovoltaicos, e os dois últimos apresentam os resultados das simulações com HOMER considerando o funcionamento da usina a fio d’água e com reservatório, respetivamente. O estudo determinou ser ótimo o funcionamento do sistema híbrido, mediante a instalação de uma micro usina hidrelétrica ao pé da barragem, com 1 497 kW de capacidade instalada, operando com painéis fotovoltaicos sobre o espelho d'água da barragem, com 180 kW de capacidade instalada, com limite de potência para compra e venda da rede igual a 400 kW, para atender a demanda das cargas consumidoras até 40 MWh/d. Essa combinação resultaria em um custo inicial de 3 984 885 US$/kW e um custo de energia de 0,026 US$/kWh. E visando otimizar o sistema de geração de energia elétrica, foi simulado e tendo sido determinado ser viável o funcionamento da usina com reservatório, com uma vazão média de 9 171 L/s, operando com um sistema fotovoltaico de 360 kW, e um limite de potência para compra e venda da rede igual a 200 kW, para atender demandas de cargas consumidoras até 40 MWh/d. Essa combinação resultaria em um custo inicial de 3 285 617 US$/kW e um custo de energia de 0,021 US$/kWh.

O Brasil vive um período de crises econômica e financeira que ecoa também no setor energético e que aumenta a importância de se agregar novas usinas de geração ao sistema energético. O acréscimo de novas usinas hidrelétricas e termelétricas, entre outras fontes de energia, além da repotenciação e/ou recapacitação de usinas já em operação ou que não tenham entrado em operação, sempre contribuirá para garantir o atendimento da demanda de consumidores e para reduzir o risco de desabastecimento de energia. Nesse sentido, este trabalho pretende contribuir, apresentando um estudo de pré- viabilidade para implementação de um sistema híbrido hidrelétrico fotovoltaico na barragem de Laranjeiras, com painéis fotovoltaicos sobre o espelho d’água. Essa barragem foi construída nos anos 60 e está localizada logo a jusante da barragem de Canastra, no município de Três Coroas, no Estado do Rio Grande do Sul. O estudo foi realizado com recurso ao software HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewable), o qual exportou na homepage da NASA (National Aeronautics and Space Administration), 8 760 valores horários anuais de radiação solar para a cidade de Três Coroas, e a potência a ser gerada pela hidrelétrica foi determinada a partir de 8 760 dados horários anuais de vazão turbinada de Canastra, os quais foram disponibilizados pela CEEE (Companhia Estadual de Energia Elétrica). Estruturalmente, o trabalho é composto por três artigos, onde o primeiro faz uma revisão de trabalhos recentes sobre o uso de painéis fotovoltaicos sobre estruturas flutuantes em sistemas híbridos hidrelétricos fotovoltaicos, e os dois últimos apresentam os resultados das simulações com HOMER considerando o funcionamento da usina a fio d’água e com reservatório, respetivamente. O estudo determinou ser ótimo o funcionamento do sistema híbrido, mediante a instalação de uma micro usina hidrelétrica ao pé da barragem, com 1 497 kW de capacidade instalada, operando com painéis fotovoltaicos sobre o espelho d'água da barragem, com 180 kW de capacidade instalada, com limite de potência para compra e venda da rede igual a 400 kW, para atender a demanda das cargas consumidoras até 40 MWh/d. Essa combinação resultaria em um custo inicial de 3 984 885 US$/kW e um custo de energia de 0,026 US$/kWh. E visando otimizar o sistema de geração de energia elétrica, foi simulado e tendo sido determinado ser viável o funcionamento da usina com reservatório, com uma vazão média de 9 171 L/s, operando com um sistema fotovoltaico de 360 kW, e um limite de potência para compra e venda da rede igual a 200 kW, para atender demandas de cargas consumidoras até 40 MWh/d. Essa combinação resultaria em um custo inicial de 3 285 617 US$/kW e um custo de energia de 0,021 US$/kWh.

Este trabalho apresenta o processo de ampliação da infraestrutura laboratorial de minirredes e sistemas híbridos do Laboratório de Sistemas Fotovoltaicos do Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de São Paulo, (LSF-IEE/USP). O trabalho também contempla uma revisão do estado da arte de sistemas híbridos e minirredes, apresentando principalmente os aspectos técnicos, como formas de acoplamento, e interações com a rede elétrica de distribuição. Descrevem-se os sistemas híbridos presentes no LSF e a infraestrutura para sua interconexão. Posteriormente são realizados os processos de comissionamento e testes operacionais da interconexão dos sistemas híbridos entre si e com a rede elétrica. Ao final é proposto um curso de aperfeiçoamento em minirredes e sistemas híbridos utilizando a infraestrutura presente no LSF. / This work presents the expansion of the micro-grid and hybrid systems infrastructure at the Laboratory of Photovoltaic Systems of the Institute of Energy and Environment at the University of São Paulo (LSF-IEE / USP). The work also presents a review of the state of the art of hybrid systems and micro-grid, presenting mainly the technical aspects, such as types of system interconnections and interactions with the main grid. The hybrid systems existent in the LSF, as well as the infrastructure for their interconnection are described. Subsequently, the commissioning process and the operational tests with the interconnection of the hybrid systems with each other and with the main grid are performed. At the end, a capacity building course on micro-grids and hybrid systems using the existent infrastructure in the LSF is proposed.

Este trabalho tem como objetivo principal a proposição de um método de desenvolvimento de sistemas híbridos de planejamento e programação da produção para ambientes de manufatura enxuta que possuam alta variedade de itens, estruturas complexas, variabilidade de lead times e demanda flutuante. Nestes ambientes existe uma grande dificuldade na definição das estratégias para a adoção do sistema mais adequado de planejamento e programação da produção. A maioria das empresas acaba adotando um tratamento genérico de planejamento e programação para todos os itens. O método foi desenvolvido a partir de uma ampla revisão bibliográfica em torno de sistemas de planejamento, programação e controle da produção, de suas respectivas funções, dos desafios para os sistemas atuais, bem como dos princípios e das principais práticas e ferramentas enxutas. Em seguida, o método foi testado em quatro aplicações práticas nas quais a essência da discussão em torno de um sistema de planejamento e programação da programação migrou do tradicional conflito entre sistemas kanban versus MRP, puxar versus empurrar, para o desafio de se criar um ambiente no qual estes dois sistemas, juntamente com outros, devem coexistir em harmonia. / This work has as main goal to propose a method of developing hybrid systems for planning and scheduling for lean manufacturing environments that have high variety of items, complex structures, variability of lead times and fluctuating demand. In these environments there is great difficulty in defining the strategies to adopt the most appropriate system of planning and scheduling. Most companies just adopting a generic treatment planning and programming for all items. The method was developed from an extensive literature review around systems of planning and scheduling of production, their respective roles, the challenges to the current systems as well as the principles and practices of the major tools and dried. Then, the method was tested in four practical applications in which the essence of the debate on a system of planning and scheduling migrated from traditional conflict between kanban systems versus MRP, pull vs. push, to the challenge of creating an environment in which these two systems, along with others, must coexist in harmony.

Técnicas de Agrupamento vêm obtendo bons resultados quando utilizados em diversos problemas de análise de dados, como, por exemplo, a análise de dados de expressão gênica. Porém, uma mesma técnica de agrupamento utilizada em um mesmo conjunto de dados pode resultar em diferentes formas de agrupar esses dados, devido aos possíveis agrupamentos iniciais ou à utilização de diferentes valores para seus parâmetros livres. Assim, a obtenção de um bom agrupamento pode ser visto como um processo de otimização. Esse processo procura escolher bons agrupamentos iniciais e encontrar o melhor conjunto de valores para os parâmetros livres. Por serem métodos de busca global, Algoritmos Genéticos podem ser utilizados durante esse processo de otimização. O objetivo desse projeto de pesquisa é investigar a utilização de Técnicas de Agrupamento em conjunto com Algoritmos Genéticos para aprimorar a qualidade dos grupos encontrados por algoritmos de agrupamento, principalmente o k-médias. Esta investigação será realizada utilizando como aplicação a análise de dados de expressão gênica. Essa dissertação de mestrado apresenta uma revisão bibliográfica sobre os temas abordados no projeto, a descrição da metodologia utilizada, seu desenvolvimento e uma análise dos resultados obtidos. / Clustering techniques have been obtaining good results when used in several data analysis problems, like, for example, gene expression data analysis. However, the same clustering technique used for the same data set can result in different ways of clustering the data, due to the possible initial clustering or the use of different values for the free parameters. Thus, the obtainment of a good clustering can be seen as an optimization process. This process tries to obtain good clustering by selecting the best values for the free parameters. For being global search methods, Genetic Algorithms have been successfully used during the optimization process. The goal of this research project is to investigate the use of clustering techniques together with Genetic Algorithms to improve the quality of the clusters found by clustering algorithms, mainly the k-means. This investigation was carried out using as application the analysis of gene expression data, a Bioinformatics problem. This dissertation presents a bibliographic review of the issues covered in the project, the description of the methodology followed, its development and an analysis of the results obtained.

Orientadores: Wagner Caradori do Amaral, Paulo Augusto Valente Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T08:06:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moreira_VicenteDelgado_D.pdf: 1111607 bytes, checksum: 9222971b25851f421024465a31aedb3b (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O interesse pelo projeto de controladores preditivos para sistemas híbridos vem aumentando nos últimos anos. Os sistemas híbridos são descritos simultaneamente por relações lógicas, baseadas por exemplo nos operadores SE/ENTÃO/SENÃO, e por equações dinâmicas. Devido às exigências relacionadas ao desempenho de rastreio das referências em malha fechada, busca-se atualmente metodologias de modelagem que permitam integrar as representações dinâmicas e as proposições lógicas do processo híbrido em uma abordagem não-hierárquica. As abordagens encontradas na literatura para o controle preditivo de sistemas híbridos são preferencialmente aplicáveis a processos determinísticos cujas dinâmicas são representadas no espaço de estados. Em certos casos, um modelo de estados não é conhecido, incertezas para métricas politópicas inviabilizam o projeto de controladores preditivos robustos, ou outras formas de modelagem são mais adequadas para a representação do processo. Neste trabalho, desenvolve-se uma nova metodologia para a modelagem e o controle preditivo robusto de sistemas híbridos incertos. Na abordagem proposta, as proposições lógicas são transformadas em desigualdades lineares mistas equivalentes, como sugerido na literatura. Um modelo baseado em séries de funções ortonormais é estimado para descrever o comportamento dinâmico do processo. Os modelos baseados em séries podem ser representados no espaço de estados, e a ordem do modelo pode ser reduzida escolhendo-se adequadamente as bases ortonormais. Como sugerido na literatura, a incerteza de um conjunto de respostas ao impulso é mapeada em intervalos de pertinência que definem os coeficientes da série ortonormal. Impõe-se condições adicionais sobre esta técnica para assegurar que todas as respostas ao impulso do processo estão representadas no modelo. Os limites da incerteza são estimados, ao contrário das abordagens encontradas na literatura, onde é necessário conhecer antecipadamente a amplitude máxima da perturbação. A equação de estados do modelo proposto não contém coeficientes incertos, implicando que o seu espaço politópico é reduzido substancialmente quando comparado às abordagens existentes na literatura, onde todas as matrizes da representação de estados podem estar contidas em politopos. Também propõe se uma nova estratégia para assegurar a estabilidade robusta do processo em malha fechada com controle preditivo. A estratégia é baseada em conjuntos terminais, uma das formas menos conservadoras de assegurar o rastreio das referências do sistema. Resultados de simulação são apresentados para ilustrar o desempenho desta nova abordagem de controle preditivo robusto para sistemas híbridos incertos. Utiliza-se o algoritmo proposto para o controle de um sistema de refrigeração industrial / Abstract: Model-based Predictive Control (MPC) has been attracting interest in both academic and industrial areas since the 1970's. The MPC methodology has been recently extended to a class of hybrid systems described by dynamics and logic rules. Logical propositions are performed by using, for example, IF /THEN/ELSE operators. Due to performance requirements, the nonhierarchical modeling approaches to hybrid systems have been preferable in MPC schemes. Some methodologies to the modeling and predictive controling of hybrid systems can be found in the literature. These schemes are specially applicable to deterministic hybrid systems whose dynamics are represented in state-space. In some cases, a state-space model is not available or politopic uncertainties can prohibit real time implementations. Over this, other models can be more adequate to parameter estimation. A new approach for modeling and controlling a class of hybrid systems described by interacting physical laws, logic rules, and operational requirements is proposed in this work. As recently suggested in the literature, the logic rules are integrated into the model as equivalent linear inequality constraints involving both continuous and binary variables. The distinguishing feature of the approach proposed is the use of orthonormal series for modeling the process dynamics. The model proposed can be easily estimated with only approximate knowledge of the system dynamics. The order of the model can be reduced by an adequate selection of the orthonormal basis. Uncertainties in the process dynamics are incorporated into the output equation only, reducing the mo dei politopic space. A new strategy to assure robust stability is also presented. The reference tracking is guaranteed by using a terminal set constraint, which does not severally affect the tracking performance of the closed loop system. The approaches proposed in the literature to determine a terminal set constraint use the maximal amplitude of the perturbation,which is generally unknown.- 15 this work, the limits of the uncertainty are estimated. Simulation examples illustrate the main characteristics of the framework proposed. / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: José Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T07:38:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Avelino_WellingtondeOliveira_M.pdf: 7672293 bytes, checksum: 3534b3ead7d65fe436c7a493ca065d49 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho propõe um sistema de armazenamento de energia híbrido composto por bateria e ultracapacitor para aplicações em veículos elétricos, baseado em uma estratégia de controle que possui o intuito de combinar especialidades de múltiplas fontes que diferem em termos de densidade de energia e de densidade de potência. O sistema atua gerenciando o fluxo de potência entre os dispositivos de suprimento de energia, permitindo eficiência energética necessária para um bom desempenho do sistema de propulsão do veículo elétrico. O sistema também permite o fluxo bidirecional de potência, possibilitando o veículo atuar com frenagem regenerativa. Um conveniente arranjo entre as fontes, juntamente com o gerenciamento de energia permitiu reduzir os requisitos de dimensionamento da bateria que funciona como fonte de maior densidade de energia. Adicionalmente, a vida útil destas fontes e a imunidade do sistema de suprimento a variações bruscas de demanda de potência são melhoradas. A integração do sistema do sistema de gerenciamento implementado em um conversor de potência de 12 kW a um kart indoor elétrico permitiu validar o sistema e analisar experimentalmente o desempenho do veículo, comprovando a eficácia da estratégia de controle / Abstract: This work proposes a hybrid energy storage system for applications on electric vehicles, based on a control strategy that combines multiple power sources with different characteristics in terms of energy density and power density. The system manages energy flow among the storage devices, providing necessary energetic efficiency to guarantee high performance for vehicular propulsion system. In addition, the system permits bidirectional power flow, providing regenerative braking for the vehicle. Convenient organizations among power sources, working with energy management have permitted to reduce requirements for the battery that works as higher energy density power source. At the same time, lifetime for these energy storage devices and immunity for sudden variations are improved. The integration of the power management system implemented in a power converter of 12 kW to an electric indoor kart allowed to validate experimentally and analyze the performance of the vehicle, proving the effectiveness of the control strategy / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Ennio Peres da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T09:35:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Matos_MaianaBritode_D.pdf: 3870161 bytes, checksum: e65c9b70a229024faf397df5a0049ec6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Tradicionalmente, a geração de energia elétrica em pequenas comunidades isoladas no Brasil é feita a partir da utilização de conjuntos motores geradores, que exigem uma rotineira manutenção especializada, quase nunca existente nas comunidades; necessitam do suprimento constante de óleo Diesel, que é encarecido pelas longas distâncias que é transportado; além de emitirem gases poluentes e de efeito estufa. Em algumas localidades brasileiras e em diversas partes do mundo, já existem comunidades isoladas das redes de distribuição de eletricidade que são assistidas pela energia solar fotovoltaica e/ou eólica, fontes intermitentes de energia, com armazenamento de energia feito através de baterias. Atualmente, com o desenvolvimento da tecnologia da célula combustível, existe a possibilidade de utilizar o hidrogênio como vetor energético, em substituição às baterias. A originalidade desta tese é a análise conceitual (teórica) da geração de energia através de um sistema híbrido eólico-fotovoltaico com armazenamento por banco de baterias ou hidrogênio na cidade de Fortaleza- CE. A partir das características do sistema proposto no projeto, foi realizado um estudo de caso para um sistema de potência fotovoltaica instalada de 5kWP, potência instalada eólica de 6 kW e célula a combustível de 5 kW, tendo-se estimada a energia elétrica média diária disponibilizada com armazenamento por banco de baterias de 36,4 kWh (131,0 MJ) e para o sistema de hidrogênio de 22,7 kWh (81,7 MJ). Deste modo, pôde-se estimar que aproximadamente 17 famílias poderiam ser atendidas pelo sistema com armazenamento por banco de baterias e 11 famílias com armazenamento pelo sistema de hidrogênio. Por fim, também foi possível calcular que emissões de até 19 toneladas anuais de CO2 poderiam ser evitadas pela substituição dos bancos geradores pelo sistema híbrido eólico-fotovoltaico com armazenamento por banco de baterias e 12 toneladas no caso da produção de hidrogênio e sua reconversão em energia elétrica / Abstract: Traditionally, electricity generation in small isolated communities in Brazil is made from the use of generator engine sets, which require a specialized routine maintenance, almost inexistent in communities; need constant supply of diesel which becomes more expensive by the long distances it is transported; and emit greenhouse gases. In some places in Brazil and in several parts of the world, there are communities isolated from electricity distribution networks that are assisted by solar photovoltaic and / or wind power. However, these are intermittent sources of energy which demand power storage through batteries. Nowadays, with the development of fuel cell technology, there is the possibility of using hydrogen as an energy vector, replacing the batteries. The originality of this thesis is the conceptual analysis (theoretical) of power generation through a wind-solar hybrid system with storage by battery bank or hydrogen in the city of Fortaleza. From the characteristics of the system proposed in the project, we conducted a case study for a power system composed of 5kWp of PV, 6 kW of wind power and a 5 kW fuel cell. It was estimated that the average daily electricity supplied with a storage battery bank is 36.4 kWh (131,0 MJ) and for the hydrogen system 22.7 kWh (81,7 MJ). Thus, it could be estimated that approximately 17 families could be supplied by the system for storage battery bank and 11 families with storage system for hydrogen. Finally, it was also possible to calculate emissions of up to 19 tons of CO2 could be avoided by replacing the generators sets with wind-solar hybrid system and storage battery bank and by 12 tons in the case of hydrogen production and its conversion into electricity / Doutorado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Doutora em Planejamento de Sistemas Energéticos

[EN] The present PhD work falls in the field the power quality and stability improvement applied in single phase electrical grids as microgrids and small smart grids. Distributed integration of different energy sources, including renewable sources based on small wind electric systems, is commonly present in these electrical grids. The power electronics converters used in these small wind electric systems can also be used as active power filters so, in cases that the wind energy resource is low, the available power of the power converter could be used to improve the grid quality and stability by reducing harmonics and compensating fundamental reactive power. By using the appropriate control techniques, the power converter can help to mitigate the nonefficient phenomena present in the grid at the same time that it is delivering active power to the power network that is, working as a hybrid compensation-generation system. This PhD work presents a study and analysis of such hybrid systems and their contribution to the improvement of low voltage single phase microgrid and smart grid networks. Based on the nonefficient effects produced by non-linear loads and electronic power systems in both microgrids and Smart Grid networks, a new adaptive method is proposed for the measurement, analysis and correction (elimination or attenuation) of the harmonic, interharmonic and subharmonic components present in the electrical system. It will be suitable for its application to hybrid generation-compensation systems based on small wind electric systems connected in single phase low voltage networks. The proposed method is based on the Kalman filter. It aims to exactly detect the frequency components present in an electrical signal. The number of components is determined, and for each one of them, their magnitude and phase, and their projections on the quadrature axes (¿, ß). In order to provide greater flexibility and modularity to the proposed method, the frequency spectrum of the signal is separated into frequency bands. This helps to mitigate, in part, some of the disadvantages of the Kalman filter. Detection of the number of frequency components of the signal, its separation into frequency bands and the Kalman filter estimation of each one, are the main parts or subsystems of the proposed method. Also, after determining the nonefficient phenomena present in the common connection point with the grid, a current control strategy is proposed to generate the reference current for the power electronic converter control system. This reference current allows the grid injection of active power as well as the compensation or reduction of the no efficient phenomena (harmonics, inter-harmonics, sub-harmonics and / or reactive power). Simulation results of the proposed method for different loads and supply conditions are presented. In addition, a comparison between different cases is also included. Finally, conclusions, contributions, future works and derived publications are presented. / [ES] La presente tesis doctoral se enmarca en el campo de la mejora de la calidad de la energía eléctrica y la estabilidad en redes de suministro de baja potencia como las micro redes y pequeñas Smart Grid monofásicas. En dichas redes es común la integración distribuida de diferentes fuentes de energía incluyendo, entre otras, aquellas basadas en fuentes renovables y, entre estas últimas, las basadas en la generación de energía a partir de mini generadores eólicos (comúnmente conocido como generación mini eólica). Por su topología, los sistemas electrónicos de potencia empleados para la conexión a la red eléctrica de estos generadores, también pueden ser empleados para la implementación de equipos de mejora de la calidad del suministro eléctrico, denominados filtros activos de potencia. Este hecho ha dado lugar a la aparición de sistemas híbridos (mixtos) que son capaces de generar e inyectar energía a la red eléctrica a la vez que, en determinadas condiciones, pueden mejorar la calidad del suministro eléctrico. La justificación viene determinada por el hecho de que el recurso eólico (viento) no es continuo ni estable, lo cual provoca que el convertidor electrónico de potencia de la instalación no se encuentre siempre ocupado al 100% en la generación de energía. Mediante las adecuadas técnicas de control es posible aprovechar la potencia sobrante del convertidor para mitigar las ineficiencias presentes en el punto de conexión del convertidor a la red eléctrica. En esta tesis doctoral se plantea el estudio y análisis de dichos sistemas híbridos de generación y optimización de la calidad del suministro a partir de generadores mini eólicos con el fin de contribuir a la mejora de los mismos cuando se conectan a redes de baja potencia monofásicas. Basándose en los efectos ineficientes que tanto en micro redes como en Smart Grids produce el uso cargas no lineales y sistemas electrónicos de potencia, se propone en esta tesis un método adaptativo para la medida, análisis y compensación (eliminación o atenuación) de las componentes armónicas, interarmónicas y subarmónicas presentes en el sistema eléctrico. Este método es aplicable a los sistemas híbridos de generación y mejora de la calidad eléctrica a partir de sistemas mini eólicos conectados en redes de baja tensión monofásicas. El método propuesto está basado en el Filtro de Kalman, el cual se utiliza para estimar las componentes armónicas, interarmónicas y subarmónicas de la tensión de red y las corrientes de carga. Para cada una de dichas componentes se determina, su módulo y su argumento, así como sus proyecciones sobre los ejes en cuadratura ¿ y ß. Para dotar de mayor flexibilidad y modularidad al método propuesto, se realiza una división del espectro de la señal en bandas de frecuencia. Este hecho contribuye a mitigar, en parte, algunas de las desventajas que presenta la utilización del Filtro de Kalman en la identificación de armónicos. En la tesis, se presenta el análisis de cada uno de los subsistemas que integran el método propuesto los cuales son utilizados para la detección del número de componentes, la separación del espectro en bandas de frecuencia, así como la utilización del Filtro de Kalman para la estimación de las componentes armónicas. A partir del método propuesto se presentan los resultados de simulación del sistema obtenidos para diferentes tipos de carga y condiciones de alimentación. Así mismo, se incluye una comparativa para validar el sistema propuesto. Finalmente, se incluyen las conclusiones, aportaciones, líneas de trabajo futuro y las publicaciones derivadas de los resultados de investigación de la tesis doctoral. / [CA] La present tesi doctoral s'emmarca en el camp la millora de la qualitat de l'energia elèctrica i l'estabilitat en xarxes de subministrament de baixa potència com les micro xarxes i xicotetes Smart Grid monofàsiques. En les dites xarxes és comú la integració distribuïda de diferents fonts d'energia incloent, entre altres, aquelles basades en fonts renovables i, entre estes últimes, les basades en la generació d'energia a partir de mini generadors eòlics (comunament conegut com a generació mini eòlica). Per la seua topologia, els sistemes electrònics de potència empleats per a la connexió a la xarxa elèctrica d'estos generadors, també poden ser empleats per a la implementació d'equips de millora de la qualitat del subministrament elèctric, denominats filtres actius de potència. Este fet ha donat lloc a l'aparició de sistemes híbrids (mixtos) que són capaços de generar i injectar energia a la xarxa elèctrica al mateix temps que, en determinades condicions, poden millorar la qualitat del subministrament elèctric. La justificació ve determinada pel fet de que el recurs eòlic (vent) no és continu ni estable, la qual cosa provoca que el convertidor electrònic de potència de la instal·lació no es trobe sempre ocupat al 100% en la generació d'energia. Per mitjà de les adequades tècniques de control és possible aprofitar la potència sobrant del convertidor per a mitigar les ineficiències presents en el punt de connexió del convertidor a la xarxa elèctrica. En esta tesi doctoral es planteja l'estudi i anàlisi dels dits sistemes híbrids de generació i optimització de la qualitat del subministrament a partir de generadors mini eòlics a fi de contribuir a la millora dels mateixos quan es connecten a xarxes de baixa potència monofàsiques. Basant-se en els efectes ineficients que tant en micro xarxes com en Smart Grid produïx l'ús càrregues no lineals i sistemes electrònics de potència, es proposa en esta tesi un nou procediment adaptatiu per a la mesura, anàlisi i correcció (eliminació o atenuació) de les components harmòniques, interharmòniques i subharmòniques presents en el sistema elèctric, i aplicable als sistemes híbrids de generació i millora de la qualitat elèctrica a partir de sistemes mini eòlics connectats en xarxes de baixa tensió monofàsiques. El mètode proposat es basa en el Filtre de Kalman per a estimar el valor de les components freqüencials presents en el senyal elèctric. Es determina el nombre de components, i per a cada una d'elles, el seu mòdul i argument, i les seues projeccions sobre els eixos en quadratura (¿, ß). Per a dotar de més flexibilitat i modularidad al mètode proposat, es realitza una divisió de l'espectre del senyal en bandes de freqüència. Este fet contribuïx a mitigar, en part, alguns dels desavantatges que presenta el Filtre de Kalman. Es presenta l'anàlisi de cada un dels subsistemes que integren el mètode proposat a fi de demostrar el seu funcionament correcte. Detecció del nombre de components, separació de l'espectre en bandes de freqüència i el Filtre de Kalman per a l'estimació de les components harmòniques. Així mateix, es proposa una estratègia de control per a, a partir de la determinació de les ineficiències presents en el punt de connexió amb la xarxa elèctrica, generar el senyal de referència per al sistema de control del convertidor electrònic de potència. Referència que permeta la injecció d'energia a la xarxa i la correcció de les dites ineficiències. Es presenten també els resultats de simulació del sistema proposat per a diferents tipus de càrrega i condicions d'alimentació. A més, s'inclou una comparativa a fi de determinar la validesa del mètode proposat. Finalment, s'inclouen les conclusions, aportacions, línies de treball futur i les publicacions derivades dels resultats d'investigació de la tesi doctoral. / Martínez Navarro, G. (2016). Aportaciones a la mejora de los sistemas híbridos de generación y optimización de la calidad del suministro a partir de generadores mini eólicos. Aplicación a sistemas monofásicos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61454