| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| DIGITAL TWIN TECHNOLOGY FOR ENHANCED MONITORING AND STABILITY ASSESSMENT OF DC/AC THREE-PHASE POWER CONVERTERS | | Autor/a | López Diz, Sergio de | | Departamento | Electrónica | | Director/a | Bueno Peña, Emilio José | | Codirector/a | Rodríguez Sánchez, Francisco Javier | | Fecha de depósito | 18-07-2024 | | Periodo de exposición pública | 19 de julio a 3 de septiembre de 2024 | | Fecha de defensa | Sin especificar | | Modalidad | Presencial | | Programa | Electrónica: Sistemas Electrónicos Avanzados. Sistemas Inteligentes (RD 99/2011) | | Mención internacional | Solicitada | | Resumen | El concepto de gemelo digital está liderando la digitalización en el sector energético mediante la emulación de sistemas físicos avanzados con una alta fidelidad. Para aprovechar todo el potencial de esta tecnología, es esencial lograr autonomía en la toma de decisiones y optimizar los objetivos del sistema real emulado mediante el análisis de datos, provenientes tanto de la realidad física como de su contraparte virtual. Una aplicación innovadora de esta tecnología se encuentra en los convertidores electrónicos de potencia, donde se abordan desafíos como el mantenimiento predictivo, la monitorización de la condición de componentes y el análisis de estabilidad en la interconexión masiva de sistemas eléctricos.
En este contexto se propone una arquitectura hardware/software de gemelo digital jerárquica basada en capas, tanto a nivel global como local. El enfoque principal se centra en el nivel local, con el objetivo de describir en detalle el modelado e implementación de una réplica digital de convertidores trifásicos AC/DC con capacidades de tiempo real. Este modelo virtual se implementa en una plataforma de Edge-Computing que brinda la capacidad computacional necesaria a bajo coste para supervisar el correcto comportamiento del sistema emulado.
Posteriormente, este concepto se aplica a la monitorización continua y al mantenimiento predictivo en tiempo real de los filtros de salida empleados por los convertidores trifásicos. Esto implica la creación de una representación detallada de la planta y la descripción de los algoritmos de optimización diseñados para garantizar un seguimiento del estado de los componentes. Además, se aprovecha la versatilidad de esta réplica digital para su aplicación al análisis de estabilidad en la conexión de convertidores al sistema eléctrico. Se estudian los casos de conexión de un convertidor conectado a la red principal con una impedancia fuertemente inductiva y la conexión de un convertidor grid-forming junto con otro actuando como grid-following. Esta solución ofrece una base sólida para la adaptabilidad de controles de forma dinámica en función de las condiciones del punto de conexión. Los resultados de simulación y experimentales demuestran la eficacia y las posibilidades que ofrece la propuesta. |
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