El alumno Iosu Marzo Elguero obtuvo la calificación SOBRESALIENTE con mención ‘CUM LAUDE’
El alumno Iosu Marzo Elguero obtuvo la calificación SOBRESALIENTE con mención ‘CUM LAUDE’
El alumno Iosu Marzo Elguero obtuvo la calificación SOBRESALIENTE con mención ‘CUM LAUDE’
Título de tesis: "Modular Converter Structures for STATCOM Application under Unbalanced Conditions."
Tribunal:
- Presidencia: Remus Teodorescu (Aalborg University)
- Vocalía: Oriol Gomis-Bellmunt (Universitat Politécnica de Catalunya)
- Vocalía: Salvador Ceballos Recio (Tecnalia Research and Innovation)
- Vocalía: Juan José Valera García (Ingeteam)
- Secretaría: Aritz Milikua Urzelai (Mondragon Unibertsitatea)
Resumen:
La sociedad actual se enfrenta a varios retos importantes en materia energética, entre los que destacan la gran dependencia de los combustibles fósiles, el constante aumento del consumo energético, o los problemas medioambientales que estos factores conllevan. La integración de sistemas de generación distribuida, principalmente de origen renovable, se presenta como la solución más interesante para hacer frente a estos retos.
No obstante, la penetración de generación renovable en la red eléctrica trae consigo ciertos retos debido a su naturaleza no gestionable en comparación con los sistemas de generación convencionales. Los sistemas de origen renovable a menudo utilizan convertidores electrónicos de potencia para su conexión a la red en lugar de generadores síncronos, lo que hace que los sistemas eléctricos hayan pasado a estar dominados por convertidores. Dado que una red eléctrica dominada por convertidores electrónicos de potencia hace cada vez más necesario contar con dispositivos de mayor tensión y potencia, los convertidores multinivel de fuente de tensión (VSC) basados en estructuras modulares se perfilan como una de las alternativas más prometedoras para tal fin.
En este contexto, los sistemas flexibles de transmisión de corriente alterna (FACTS) y, en particular, los compensadores estáticos síncronos (STATCOM) desempeñan un papel fundamental en la evolución de las redes eléctricas modernas hacia las futuras redes inteligentes. Los STATCOM-s, especialmente los que se basan en convertidores VSC multinivel basados en estructuras modulares, se utilizan en una variedad cada vez más amplia de escenarios en los que destaca el funcionamiento en condiciones desequilibradas.
Desde el punto de vista del fabricante del convertidor, no es tan evidente qué topología VSC debe utilizarse para cada caso. Es por ello que el propósito de esta tesis doctoral es contribuir al conocimiento en el campo del diseño de VSC-s, con el objetivo de facilitar al fabricante la comparación y selección de la topología más adecuada, su correcto diseño, o su adaptación para hacer frente a los exigentes requisitos de operación que una red eléctrica dominada por convertidores implica. Entre estos requisitos, este trabajo se centra principalmente en la aplicación STATCOM de los convertidores VSC multinivel basados en estructuras modulares que operan ante tensiones y/o corrientes desequilibradas.
Con el fin de cumplir este objetivo, en primera instancia, se desarrolla un estudio sobre el funcionamiento de las topologías VSC de alta potencia más utilizadas y sus principales estrategias de modulación. En segundo lugar, se propone una metodología que proporciona información útil que permitirá al fabricante de convertidores comparar y seleccionar la topología VSC más adecuada para cualquier aplicación requerida. A continuación, se presenta una revisión del estado del arte sobre el funcionamiento de los VSC multinivel basados en estructuras modulares para diferentes escenarios de funcionamiento desequilibrado, en los que se incluye la funcionalidad STATCOM. Una vez identificado el vacío de conocimiento, se estudian y comparan los límites de potencia reactiva de diferentes topologías VSC para la aplicación STATCOM operando en condiciones de tensión y/o corriente desequilibradas. Finalmente, se evalúa la implementación de control de una de las topologías más interesantes para la aplicación objeto de estudio, evaluando y comparando el comportamiento de diferentes reguladores que podrían emplearse. Unos resultados experimentales obtenidos a partir de un convertidor a escala real de 100 kV en un laboratorio de media tensión validan los estudios teóricos realizados.