Ingeniero Civil Eléctrico / Las microrredes se presentan como un tema que rompen con los paradigmas de transmisión de energía tradicionales. Esto se debe a que las microrredes incorporan la generación eléctrica en cercanía de los consumos, mediante redes en media y baja tensión, y en algunos casos, de forma aislada de los sistemas eléctricos de potencia. Este genera grandes desafíos tanto en operación de régimen permanente como en situaciones de contingencia. Entre estos desafíos se pueden destacar: la mayor variación temporal de la demanda y de la generación dada la significativa variabilidad de los recursos renovables; mayores niveles de pérdida y acoplamiento entre variables eléctricas y el déficit inercial debido a la baja presencia de máquinas rotatorias conectadas a la microrred. En microrredes, el control droop con pendiente fije es aplicado sobre los inversores de las unidades de generación y es el encargado de mantener una operación segura, confiable y correcta del sistema. Sin embargo, existen ocasiones en que el margen de potencia disponible para realizar el control droop no es constante dada la variabilidad de los recursos renovables de las unidades de generación. Bajo este desafío es que en esta memoria se realiza el estudio de una estrategia de control droop con pendiente variable aplicado a microrredes aisladas, con el objetivo de ajustarse ante las variaciones del margen de potencia disponible. En esta memoria se estudian los modelos de pequeña señal de una microrred específica, el impacto de los puntos de operación en cuanto a módulo de la impedancia de las cargas y de las pendientes del control droop para las variables de tensión y frecuencia; se obtiene una zona de operación estable que es utilizada posteriormente en simulaciones dinámicas, donde el sistema mide variaciones de carga para la elección de las pendientes máximas que garanticen la estabilidad del sistema. Finalmente se demuestra que es posible aplicar una estrategia de control con pendiente variable y compararla con una de pendiente fija, obteniendo resultados estables e inestables, para ciertas condiciones de operación del control droop variable. Además se presentan diferencias menores al 0,4% para el caso de frecuencia y 1,5% para el caso de tensión entre la estrategia de pendiente variable respecto a la de pendiente fija, para cuando el sistema operó de forma estable. Con lo anterior se plantea que la estrategia de control variable es limitada en cuanto a variaciones del punto de operación y es efectiva al momento de establecer criterios de elección de una pendiente para un punto de operación sabiendo niveles de generación disponibles.

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Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / El presente proyecto de tesis se centra en la implementación de un filtro activo con el objeto de solucionar algunos de los problemas asociados a la calidad de la energía en un sistema eléctrico trifásico con neutro o red trifásica de 4-hilos. En este tipo de sistemas se conectan típicamente cargas no-lineales, desbalanceadas e incluso monofásicas, produciéndose desbalances y distorsión armónica en las señales. Estas cargas son habituales en sistemas de baja tensión, donde ha aumentado el uso de electrodomésticos y otros sistemas electrónicos que pueden generar armónicos. Al existir desbalances y distorsión, se producen torques pulsantes en las máquinas, mayores pérdidas en los transformadores, problemas en los sistemas de iluminación, etc. Por estos motivos se deben utilizar filtros y compensadores que permitan la correcta operación del sistema de distribución. En esta tesis se propone el uso de filtros activos basados en electrónica de potencia. Para compensar el desbalance y distorsión se busca implementar filtros activos de conexión paralela a la red, compensando corrientes armónicas y de secuencia negativa definida por una carga no-lineal y/o desbalanceada. Para esto se realiza el control mediante la plataforma dSPACE DS1103 de un conversor trifásico 2L-VSC (2 Level-Voltage Source Converter, del inglés) y 4-piernas operando en modo corriente, con lo cual se compensan los armónicos y desbalances en la corriente desde el punto de vista de la red. Las corrientes de referencias para el sistema de control son obtenidas mediante la novedosa teoría de la potencia conservativa o CPT (Conservative Power Theory, del inglés) considerando las condiciones de operación de una microrred ubicada en una comunidad en el norte de Canadá. Además, se obtienen algunos resultados mediante la clásica teoría de las potencias instantáneas o p-q. Por otra parte, en una microrred pueden aparecer variaciones considerables en la frecuencia eléctrica, debido a la intermitencia de las fuentes de energía y a las estrategias de control droop que se utilizan para compartir carga entre las unidades de generación. Por ello, en este trabajo de investigación se implementa un sistema de controladores resonantes de forma auto-sintonizante de acuerdo a la frecuencia de operación y considerando todas las componentes de secuencia. Se identifican al menos tres aportes en este trabajo de tesis. El primero es la implementación de un filtro activo operando sobre una red de 4-hilos, estas redes son de interés en la operación de microrredes y redes débiles. La implementación también será la base para futuras investigaciones como, por ejemplo, el estudio de nuevas estrategias de control predictivo en filtros activos. El segundo aporte se refiere a la programación del controlador dSPACE DS1103 para el control de un conversor 2L-VSC y 4-piernas. La tercera y más relevante contribución es la aplicación del algoritmo CPT a un filtro activo de 4-piernas considerando variación de frecuencia en el sistema de distribución. Y más aun considerando el control de las componentes de corriente de secuencia positiva, negativa y cero.

Ingeniero Civil Electricista / En el siguiente trabajo se realiza un análisis técnico económico de la aplicación de compensación serie controlada por tiristores (TCSC) en la interconexión en corriente alterna del sistema interconectado central con el sistema interconectado del norte grande. Para ello, se presenta el marco teórico de la estabilidad, específicamente referida a la estabilidad angular frente a fallas y perturbaciones (transitoria y permanente, respectivamente) . Más tarde se entrega la solución tradicional a los problemas de estabilidad transitoria, la compensación serie fija, pero destacando sus posibles efectos negativos en la estabilidad permanente(peligro de resonancia subsíncrona). Frente a esto se presenta una solución basada en compensación serie controlada por tiristores, su base teórica, una reseña de las experiencias que se han tenido a nivel mundial con este tipo de tecnologías y un costo aproximado para comparar ambas alternativas. A continuación se exponen los estudios realizados, que incluyen flujos de potencia, simulaciones RMS para el análisis de estabilidad transitoria y análisis modales para la estabilidad permanente. Lo anterior se llevó a cabo para dos horizontes de transferencia de potencia a través del sistema de transmisión a construir y para tres casos que variaron en el origen de la generación y el sentido de la transmisión. Los resultados de los flujos de potencia permitieron verificar el cumplimiento de la norma técnica de seguridad y calidad de servicio y asegurar una operación dentro de los límites técnicos de las instalaciones. Se pudo, además, dimensionar la compensación paralela de reactivos necesaria para asegurar una tensión aceptable de acuerdo a los criterios de la NTSyCS. Las simulaciones RMS permitieron determinar el nivel de compensación serie necesario para lograr una amortiguación de las oscilaciones producidas por fallas en la línea que se encuentre dentro de los establecido para la estabilidad transitoria en la norma técnica vigente, el cual llegó a un 67% en el caso estudiado de mayor transferencia (1200MW). Los estudios de estabilidad permanente, realizados mediante un análisis modal, arrojaron la presencia de oscilaciones inter-área, las cuales se encuentran subamortiguadas según la NTSyCS, y que representan una situación que debe ser corregida. Ante el peligro de resonancia subsíncrona que significa un aumento del nivel de compensación (al ampliar la tranferencia) y la subamortiguación detectada en la estabilidad permanente, se estima necesario del punto de vista técnico la aplicación de compensación serie controlada por tiristores en el sistema de transmisión proyectado para la interconexión SIC-SING. Se calculó sin embargo, que instalar la totalidad de la capacitancia necesaria costaría entre 8 y 16 millones de dólares con compensación serie fija y entre 17 y 43 millones de dólares con TCSC, alrededor del doble de la inversión. Finalmente, a estos argumentos se suma la experiencia vivida en otros lugares del mundo, la cual respalda el buen desempeño de los dispositivos TCSC y plantea la posibilidad de mezclar esta tecnología con la compensación tradicional, lo cual usualmente se tiene en proporciones 1:3 o 1:4, lo que implica un costo tan sólo 33 o 25% (respectivamente) más caro. A manera de conclusión, se justifica y recomienda la utilización de TCSC, y se sugiere considerarlo desde un comienzo del proyecto, para evitar las complicaciones vividas en otros países al querer modificar tardíamente las obras.

[ES] La demanda de energía en todo el planeta continúa incrementándose de manera acele-rada. Por otro lado, la electrificación de diferentes sectores ha hecho que la demanda de electricidad crezca a una tasa aún mayor. Las redes eléctricas han evolucionado tecnológicamente en muchos aspectos, uno de ellos se refiere a la disponibilidad de datos de la demanda en diferentes puntos y niveles de la red, como en redes de trans-misión, redes de distribución y en los grandes y pequeños consumidores. Estos datos suministrados por las nuevas redes eléctricas inteligentes constituyen información de partida esencial para la gestión y planificación de los sistemas eléctricos. Los datos proporcionados por los medidores inteligentes de las redes eléctricas no tienen ninguna utilidad si no se analizan adecuadamente. A más del procesamiento adecuado de esos datos, se requieren herramientas que permitan obtener información útil. Los sistemas de gestión de la demanda de energía asociados al reconocimiento de patrones actualmente se han estudiado de manera escasa. En esta área de estudio se han identificado algunas limitaciones. Por ejemplo, la caracterización de la demanda de electricidad mediante el reconocimiento de patrones no se ha utilizado para la identifi-cación y valoración de cambios en el consumo de energía y los sistemas de monitori-zación no identifican posibles causas de las anomalías detectadas en la demanda de energía eléctrica. La predicción de la demanda es también una herramienta eficaz en la gestión de los sistemas de suministro eléctrico. Actualmente, herramientas tales como las redes neu-ronales y el aprendizaje profundo son las preferidas para realizar esta labor. Sin em-bargo presentan algunos inconvenientes, tales como, la dificultad para cuantificar la incertidumbre, requieren un gasto computacional elevado y esfuerzo considerable para establecer la estructura de la red neuronal que proporcione resultados adecuados. Con base en las limitaciones detectadas, en esta tesis se propone una nueva metodolo-gía estadística para caracterizar el comportamiento de la demanda de energía de los consumidores y otros puntos de la red eléctrica mediante la identificación y obtención de patrones. La utilización de estos patrones permite valorar e identificar cambios en perfiles de carga de electricidad. Además, la valoración de los cambios en la demanda eléctrica permite asociar estos valores a posibles eventos en una instalación. Esta me-todología puede ser empleada para detectar anomalías y catalogar perfiles de carga de acuerdo al cambio que han tenido con respecto a su comportamiento habitual, lo que permite identificar modos de trabajo de los sistemas eléctricos. En cuanto a la predic-ción de la demanda, se propone una metodología de simple aplicación para afrontar las limitaciones detectadas en las herramientas derivadas de la inteligencia artificial, de tal manera que sea posible acotar la incertidumbre de las predicciones realizadas. Esta información resulta útil en la gestión, ya que es posible generar alarmas, reducir costos en el mantenimiento y aplicar medidas adecuadas de eficiencia energética. Por otro lado, se propone un método para tratar los datos proporcionados por los medidores inteligentes, de tal manera que se ajusten a una distribución de probabilidad conocida, facilitando su interpretación y validando el análisis estadístico. Para ello, se ha rela-cionado a la potencia eléctrica activa absorbida por un consumidor o un sistema en general con la teoría existente de las series temporales de datos. Finalmente, se evalúa la aplicación del método y la metodología propuesta en diversos casos de estudio reales en diferentes puntos y niveles de la red eléctrica, identificando los beneficios que pueden obtenerse en la gestión de cada uno de ellos. / [EN] The energy demand is increasing considerably every year worldwide. Moreover, the electrification of different sectors has caused the growth of electricity demand at an even higher rate. Thus, the electricity grids have technologically evolved in several aspects, one of them is the availability of demand data at different points and levels of the grid, such as in transmission and distribution systems, and large and small con-sumers. The data provided by the new smart grids are essential baseline information for the management and planning of electricity systems. The data provided by smart meters on electricity grids is worthless if it is not properly analysed. In addition to the appropriate processing of such data, tools are needed to obtain useful information. The energy demand management systems associated with pattern recognition have been scarcely studied at present. Some limitations have been identified in this area of study. For example, the characterization of electricity demand through pattern recognition has not been used to identify and evaluate changes in en-ergy consumption, whereas monitoring systems do not identify the possible causes of the anomalies detected in electricity demand. Demand forecasting is an effective tool in the management of electricity supply sys-tems. Currently, tools such as neural networks and deep learning are preferred for this purpose. However, they present remarkable drawbacks, such as the difficulty in quan-tifying uncertainties, the requirement of huge computational resources, and considera-ble effort to establish the structure of the neural network to provide adequate results. Based on the limitations detected, this thesis proposes a new statistical methodology to characterize the behaviour of the energy demand of consumers and other points of the electricity grid by identifying and obtaining patterns. The use of these patterns allows the assessment and identification of changes in electricity load profiles. Besides, the evaluation of changes in electricity demand allows these values to be associated with possible events in an installation. This methodology can be used to detect anomalies and to catalogue load profiles according to the changes they have had from their usual behaviour, which allows the identification of working modes of electrical systems. Concerning the prediction of demand, a simple application methodology is proposed to overcome the limitations detected in the instruments derived from artificial intelli-gence, which allows quantifying the uncertainty of the performed predictions. This information is useful for management since it is possible to generate alarms, reduce maintenance costs, and apply appropriate energy efficiency measures. On the other hand, a method is proposed for processing the data provided by the intelligent meters in order to adjust them to a known probability distribution, facilitating their interpre-tation and validating the statistical analysis. For this purpose, it has been related to the active electrical power absorbed by a consumer or a system in general with the exist-ing theory of time-series data. Finally, the application of the proposed methodologies is evaluated in several real case studies at different points and levels of the electricity grid, identifying the benefits that can be obtained in the management of each of these systems. / [CA] La demanda d'energia a tot el planeta continua incrementant-se de manera accelerada. D'altra banda, l'electrificació de diferents sectors ha fet que la demanda d'electricitat creixi a una taxa encara més gran. Les xarxes elèctriques han evolucionat tecnològica-ment en molts aspectes, un d'ells es refereix a la disponibilitat de dades de la demanda en diferents punts i nivells de la xarxa, com en les de transmissió, de distribució i en els grans i petits consumidors. Aquestes dades subministrades per les noves xarxes elèctriques intel¿ligents constitueixen informació de partida essencial per a la gestió i planificació dels sistemes elèctrics. Les dades proporcionades pels mesuradors intel¿ligents de les xarxes elèctriques no tenen cap utilitat si no s'analitzen adequadament. A més del processament adequat d'aquestes dades, es requereixen eines que permetin obtenir informació útil. Els siste-mes de gestió de la demanda d'energia associats al reconeixement de patrons actual-ment s'han estudiat de manera escassa. En aquesta àrea d'estudi s'han identificat algunes limitacions. Per exemple, la caracterització de la demanda d'electricitat mitjançant el reconeixement de patrons no s'ha utilitzat per a la identificació i valoració de canvis en el consum d'energia i els sistemes de monitorització no identifiquen possibles causes de les anomalies detectades en la demanda d'energia elèctrica. La predicció de la demanda és també una eina eficaç en la gestió dels sistemes de sub-ministrament elèctric. Actualment, eines com ara les xarxes neuronals i l'aprenentatge profund són les preferides per a realitzar aquesta tasca. Però presenten alguns inconve-nients, com ara, la dificultat per quantificar la incertesa, requereixen una despesa computacional elevada i un esforç considerable per a establir l'estructura de la xarxa neuronal que proporcioni resultats adequats. Amb base en les limitacions detectades, en aquesta tesi es proposa una nova metodolo-gia estadística per caracteritzar el comportament de la demanda d'energia dels consu-midors i altres punts de la xarxa elèctrica mitjançant la identificació i obtenció de patrons. La utilització d'aquests patrons permet valorar i identificar canvis en perfils de càrrega d'electricitat. A més, la valoració dels canvis en la demanda elèctrica permet associar aquests valors a possibles esdeveniments en una instal¿lació. Aquesta metodo-logia pot ser emprada per detectar anomalies i catalogar perfils de càrrega d'acord al canvi que han tingut pel que fa al seu comportament habitual, el que permet identifi-car maneres de utilització dels sistemes elèctrics. En quant a la predicció de la deman-da, es proposa una metodologia de simple aplicació per afrontar les limitacions detec-tades en les eines derivades de la intel¿ligència artificial, de tal manera que sigui pos-sible delimitar la incertesa de les prediccions realitzades. Aquesta informació és útil en la gestió, ja que és possible generar alarmes, reduir costos en el manteniment i aplicar mesures adequades d'eficiència energètica. D'altra banda, es proposa un mètode per a tractar les dades proporcionades pels mesuradors intel¿ligents, de tal manera que s'ajus-tin a una distribució de probabilitat coneguda, facilitant la seva interpretació i validant l'anàlisi estadístic. Per a la qual cosa, s'ha relacionat a la potència elèctrica activa ab-sorbida per un consumidor o un sistema en general amb la teoria existent de les sèries temporals de dades. Finalment, s'avalua l'aplicació del mètode i la metodologia proposada en diversos casos d'estudi reals en diferents punts i nivells de la xarxa elèctrica, identificant els beneficis que es poden obtenir a la gestió de cada un d'ells. / Serrano Guerrero, JX. (2020). Caracterización de la demanda de energía mediante patrones estocásticos en las Redes Eléctricas Inteligentes [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/153810 / TESIS

Magíster en Ciencias de la Ingeniería - Mención Eléctrica / El presente proyecto de tesis se centra en el estudio de diferentes estrategias de control droop de potencia activa y reactiva monofásica para aplicar en micro-redes de 4 hilos. El proyecto consiste en implementar las estrategias de control droop monofásico en un sistema simulado en el software Plecs y en un sistema experimental de 4 hilos construido en el Laboratorio de Control de Micro-Redes, de la Universidad de Chile. El control droop de potencia activa tradicional opera modificando la frecuencia de las tensiones que generan cada una de las unidades de generación, con lo cual se logra que las diferentes unidades compartan la potencia activa que se encuentran generando de acuerdo a sus capacidades nominales y sin necesidad de contar con un canal de comunicación entre ellas. Adicionalmente, en esta tesis se estudia la estrategia de control droop de potencia activa modificando el desfase entre las tensiones, con lo cual se cumple el mismo objetivo final mencionado previamente. Por otro lado, el control droop de potencia reactiva tradicional se realiza modificando la amplitud de la tensión que genera cada unidad, logrando el mismo objetivo de compartir la carga reactiva sin necesidad de contar con un canal de comunicación. Si bien el control droop tradicionalmente se realiza de forma trifásica, esto presenta inconvenientes en las micro-redes de 4 hilos (principalmente redes de distribución) debido a la gran cantidad de cargas desbalanceadas presentes en estas topologías, ya que es posible que se comparta la potencia de forma trifásica pero no de forma monofásica. Es así como surge la necesidad de mejorar las técnicas existentes y lograr el mismo resultado en redes con un grado de libertad extra como son las micro-redes de 4 hilos. Debido a que las estrategias de control droop operan sobre variables como la frecuencia, desfase o amplitud de la tensión, es posible que el sistema se encuentre compartiendo la potencia, pero operando en un punto diferente al nominal. Es así como se hace necesario implementar un lazo extra de control llamado control secundario, el cual se encarga de restablecer las variables globales del sistema a su valor nominal. En este caso de estudio debido a que cada fase puede tener una frecuencia o una fase diferente, es necesario contar con un lazo extra de control secundario que se encargue de restablecer los desfases entre las tensiones, es decir, que asegure que el sistema opere de forma balanceada. De este modo es posible evitar incrementos ficticios en la corriente circulante por el neutro o cuarto hilo. Se identifican al menos 2 aportes en este trabajo de tesis. El primero es la implementación de estrategias de control droop monofásicas en micro-redes de 4 hilos, logrando que las unidades compartan su potencia por fase y sin perder la condición nominal de operación del sistema eléctrico. Además, se considera un aporte la implementación de la micro-red experimental en el laboratorio, la cual será la base para futuras investigaciones en el área de micro-redes.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / Se define una microrred como una agrupación de cargas y recursos energéticos distribuidos que funciona como un único sistema controlable, capaz de operar en paralelo o aislado de la red eléctrica. Las microrredes son proveedores de energía locales que pueden reducir los gastos de energía, reducir las emisiones, aumentar la confiabilidad y son alternativas de energización emergentes. El correcto uso de sus recursos energéticos disponible permite lograr una operación más eficiente en una microrred, por ejemplo; reducir sus costos, mejorar ingresos, alargar la vida útil de los equipos y limitar el impacto ambiental. Algunos de estos objetivos se contraponen y es por esto que es necesario compensarlos para obtener el mejor despacho energético. Por esta razón el uso de un sistema de gestión de energía para microrredes cobra gran importancia. En este trabajo se desarrollaron modelos matemáticos y luego se implementaron en una herramienta computacional para el despacho energético óptimo de microrredes, con énfasis en tres aspectos. Primero, los servicios complementarios que una microrred puede ofrecer: arbitraje de energía, reducción de emisiones, reducción de potencia punta, reserva de potencia en giro y ofertas de reducción de consumo. Segundo, un modelo de almacenamiento de baterías enfocado en seis fenómenos: envejecimiento cíclico y calendario, la ley de Peukert, la pérdida de capacidad, autodescargas y la limitación de carga/descarga. Tercero, se incluye un módulo maestro-esclavo para lidiar con la estocasticidad ante problemas intempestivos en la red, manteniendo así la confiabilidad de la microrred cuando se aísla, aun si esta ofrece servicios. Estos tres aspectos son integrados en un modelo de programación lineal entera mixta para el despacho óptimo de una microrred, minimizando los costos de operación y reinversión. En el presente trabajo, se simulan la operación de tres microrredes reales bajo diferentes escenarios cada uno. El primer caso es la microrred aislada de Huatacondo, el segundo es la microrred conectada de CIGRE y el tercero es la microrred conectada de la cárcel de Santa Rita. Los resultados obtenidos muestran reducción en los costos de hasta 4.3% en la microrred de Huatacondo, hasta 2.9% para CIGRE y hasta 7% para Santa Rita al considerar servicios y utilizando un modelo detallado de almacenamiento. En el caso de la microrred aislada de Huatacondo, la reducción se basó principalmente en la extensión de la vida útil del banco de baterías. Para las dos microrredes conectadas los servicios más atractivos fueron ofrecer sus capacidades flexibles no utilizadas a la red. Esto considera servicios como reducción de consumo, reducción de demanda punta o reserva en giro. Servicios enfocados en transferencia de altos volúmenes de energía, como el arbitraje de energía, no fueron atractivos dado el costo asociado al uso de equipos de almacenamiento.

Esta tesis consiste en el diseño de un sistema de monitoreo de seguridad en un condominio usando la tecnología Power Line Communication (PLC), comunicación a través de la red eléctrica, dando una aplicación más a esta nueva tecnología emergente y brindando una alternativa de solución para los sistemas de monitoreo actuales. En el primer capítulo se revisará los conceptos básicos de los sistemas de seguridad, además de los principales elementos y proveedores que brinden solución para este tipo de sistemas. El segundo capítulo busca presentar alcances sobre la tecnología PLC, la evolución y características de la tecnología mencionada, además de conceptos eléctricos necesarios para llevar a cabo el diseño de la red, así como también la factibilidad para elegir esta tecnología. El tercer capítulo está centrado en la descripción detallada del condominio, mencionándose las áreas prioritarias de vigilancia, además de las características eléctricas del mismo. El cuarto capítulo abarcará el diseño de la red PLC en sí, viendo aspectos de la jerarquía del sistema, ubicación de las cámaras, además de simulaciones teóricas y pruebas experimentales de conectividad.

Actualmente, los microinversores están expuesto a grandes variaciones debido a su conexión con la red eléctrica y diversas cargas que reducen la calidad de la energía. Estas ondulaciones son mitigadas empleando capacitores electrolíticos de gran volumen para regular la variación de tensión en el DC-Link (DCL) del microinversor. Por desgracia, este tipo de capacitores limitan el tiempo de vida útil de estos sistemas. Para eliminar la necesidad de uso de estos capacitores es necesario disminuir su volumen, por lo que se requiere el uso de filtros activos controlados para compensar las variaciones de potencia, lo cual implica más hardware, o implementar un controlador que sea capaz de controlar una fuente ondulación en el capacitor DC-Link. Se propone un nuevo controlador para un microinversor bidireccional monofásico de dos etapas que permite el uso de capacitores fílmicos y opera como compensador de armónicos, reduciendo la distorsión armónica total (THD) y pudiendo trabajar como corrector de factor de potencia (PFC) para cargas no lineales, mejorando la calidad de la energía en sistemas tipo smart-grid. La primera etapa consiste en un conversor triple puente activo (TAB) DC/DC que conecta dos arreglos de baterías a diferentes condiciones de tensión y corriente y al capacitor fílmico DCL. La segunda etapa es un inversor de fuente de tensión (VSI) que conecta al DCL y a la red eléctrica con una carga no lineal. Los resultados son validados en simulación demostrando su eficacia para eliminar el THD y, en caso se desee, su funcionamiento como PFC sin el uso de capacitores electrolíticos. / Tesis

El objetivo del presente trabajo es hacer posible la microgeneración eléctrica en el Perú sin infringir la normativa del sector eléctrico peruano. Un tipo de generación eléctrica responsable con el medio ambiente y que cambia radicalmente la estructura del mercado eléctrico al permitir a los consumidores finales conectados a red ser generadores de energía con capacidad de comercializar sus excedentes. Sin embargo, en el Perú no es posible su desarrollo debido a la normativa del sector eléctrico peruano el cual estipula a las empresas (con un contrato de concesión) como los únicos agentes económicos con capacidad de generar y comercializar electricidad a través de la red eléctrica pública (REP). En tal sentido, se ha desarrollado un inversor monofásico inteligente con conexión a la red eléctrica pública de 1.5 KW y con la capacidad de no retornar los excedentes de energía a ella. Un diseño el cual ofrece la posibilidad de generar electricidad en el punto de consumo y extraer sólo la energía restante de la red eléctrica en caso de ser insuficiente la microgeneración; característica que permitirá al usuario reducir su costo de facturación por este servicio. Para tal fin se planteó dos áreas de diseño: Hardware y Software. En el área de Hardware se diseñó un inversor monofásico de una sola etapa de potencia basada en una estructura resonante caracterizada por su alta eficiencia (debido a la conmutación de los MOSFETs con un voltaje cero (ZVS)) y al hacer posible reducir tanto volumen como el peso del equipo. Este diseño implicó un estudio de los convertidores resonantes serie puente activo doble, configurar el convertidor para operar como una fuente de corriente al interactuar con la red eléctrica, cálculos y selección de los componentes. Con respecto al área de Software, se logró implementar un algoritmo capaz de gestionar el suministro de energía al garantizar el no retorno de esta a la red, así como el diseño de un PLL caracterizado por su rapidez y precisión en la sincronización de las señales generadas por el equipo con la tensión de la red eléctrica. Herramientas como MATLAB y PSIM han sido empleadas para el cálculo de parámetros y/o simulaciones. Estas últimas ha permitido corroborar las hipótesis planteadas y concluir que el diseño se caracteriza por una alta eficiencia del 95% en la conversión de energía. / Tesis