Resumen de Contributions for the integration of renewable energy and electric vehicles in the grid
La energía producida en el sistema eléctrico está compuesta por diversas fuentes de generación y la distribución de la energía generada se transporta mediante diferentes tipologías de líneas eléctricas, dentro del sistema de transmisión. Actualmente la producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energías renovables está creciendo significativamente, pero se enfrenta a grandes desafíos tecnológicos para la conexión al sistema eléctrico actual. El desarrollo de las tecnologías actuales permite aumentar, cada vez más, la penetración de estas fuentes de energías renovables. Además de la adecuación del sistema eléctrico y la evolución tecnológica de la energía renovable, se busca reducir el consumo de combustibles fósiles y, para ello, también se tiende a una mayor electrificación del transporte, mediante el aumento del uso de los vehículos eléctricos. Con todo esto, se tendría una red eléctrica más completa, donde los coches eléctricos serían los elementos activos del sistema, pudiendo incluso contribuir a la estabilidad y sustentabilidad de dicho sistema eléctrico.
Teniendo en cuenta todos estos avances, se requiere mejorar el sistema eléctrico, considerándolo como un todo, para poder controlarlo más activamente. El uso, cada vez mayor, de convertidores electrónicos de potencia es una de las principales soluciones a estos nuevos retos, ya que recae principalmente en éstos la responsabilidad de controlar y de cumplir con los requisitos del sistema.
De este modo, este trabajo tiene como objetivo proporcionar soluciones novedosas en cuanto al control y las topologías de convertidores de potencia. En el trabajo, se aplican estas nuevas tecnologías a las dos problemáticas principales, anteriormente mencionadas, la evacuación de las fuentes de energías renovables y al diseño de los accionamientos y la conexión a la red eléctrica de los vehículos eléctricos a través de dichos accionamientos.
El primero de estos trabajos consistió en el desarrollo de una nueva estrategia de control para optimizar la conversión de potencia en la interconexión de grandes plantas de generación basadas en energías renovables con la red eléctrica con el fin de permitir reducir el coste y la complejidad de dichas instalaciones. Esta nueva tecnología da resultado un sistema más eficiente, fiable y de menor coste. El sistema propuesto es de aplicación a parques eólicos marinos, con enlace de evacuación HVDC, para el transporte de la energía eléctrica generada.
En cuanto al segundo trabajo, se propuso la integración del vehículo eléctrico como un elemento activo del sistema eléctrico. Se diseñó un motor de seis fases de reluctancia síncrona y se aplicó un novedoso método de control con el objetivo de facilitar el uso del vehículo eléctrico, reduciendo los costes de infraestructura y aumentando la robustez del sistema, la autonomía y la fiabilidad.
Para el primer tema de trabajo: Novedoso control de convertidores de potencia para Aerogeneradores en sistemas offshore aplicados en links Diodo-HVDC, los principales objetivos se centran en: • Reducir el peso y el tamaño de la subestación offshore del enlace HVDC.
• Reducir de los costes de un típico VSC-HVDC en subestación Offshore.
• Aplicación a zonas remotas y a parques eólicos marinos.
• Mantener la disponibilidad de más de 99,97%.
• Reducir las pérdidas.
• Aplicación de la novedosa estrategia de control que integra a todos los aerogeneradores del parque offshore. Se propone un control centralizado, que permite el uso de cualquier aerogenerador comercial, sin modificación de su control.
Para el segundo tema de trabajo: aplicación de novedoso control en un nuevo motor de coche eléctrico (SynRM), los principales objetivos se centran en: • Mejorar la seguridad mediante redundancia de componentes.
• Mejorar la eficiencia con respecto al estado de la técnica.
• Proponer una novedosa topología del convertidor de potencia para conectar a un motor de seis fases.
• Proponer un nuevo control directo de par aplicado a máquinas multifásicas basadas en ORS y técnicas predictivas.
• Definir los objetivos de seguridad y convertidor tolerante a fallos.
• Proponer un nuevo concepto de máquina eléctrica que funciona como cargador bidireccional.
Todas las aportaciones han sido validadas en simulación y experimentalmente con máquinas eléctricas comerciales y realizadas específicamente para el desarrollo de este trabajo.
