[ca] L'operació i gestió d'un sistema elèctric on la fracció de generació elèctrica provinent de fonts d'energia renovable és majoritària, en detriment dels grans generadors síncrons convencionals, presenta diversos reptes tecnològics que han de ser adreçats per tal d'assolir la transició energètica. El desenvolupament de l'estratègia de control de convertidors de potència Grid-Forming representa una via per tal d'operar de manera estable un sistema elèctric dominat per l'electrònica de potència. Així, aquest projecte se centra en presentar el desenvolupament teòric del control d'aquest tipus de convertidors. Primerament, es modela un inversor de tensió GFL i mitjançant diverses simulacions es demostra com no és capaç d'operar connectat a xarxes dèbils. Seguidament, es presenta el desenvolupament de l'estratègia de control de la màquina síncrona virtual, i es construeix un model d'inversor CC/AC que compta amb una font de tensió ideal al bus CC. Per tal de comparar la dinàmica mostrada per cada un dels tipus de regulació primària de la MSV existents, se simula cada un enfront de desconnexions sobtades de grans càrregues del sistema elèctric. Un cop analitzats els resultats obtinguts operant sense considerar la dinàmica introduïda pels elements del bus CC del convertidor, s'estudien els diversos llaços de control addicionals necessaris per gestionar tant la tensió del bus CC, com l'extracció d'energia del recurs primari. Així, primerament es presenta el model d'un generador fotovoltaic, i seguidament, s'introdueix el convertidor de doble etapa CC/CC-CC/AC sobre el qual es dissenya el control del bus CC. D'aquesta manera, es diferencien dues casuístiques diferents, la primera quan el convertidor opera per sota de la capacitat màxima del recurs energètic, i la segona quan el convertidor extreu la màxima potència disponible del recurs primari. Es presenta l'arquitectura de control necessària per treballar en cada un d'aquests contextos operacionals, i posteriorment se simula el convertidor de doble etapa enfront de diverses condicions d'irradiància solar incident i de temperatura, per comprovar l'estabilitat del conjunt. Després de comprovar el correcte funcionament de la MSV tant operant amb una font de tensió ideal al bus CC, com considerant tots els elements necessaris per extreure l'energia del recurs primari, es proposa un cas d'estudi per tal d'il·lustrar l'operació de la MSV en una micro-xarxa aïllada. Així, es defineix un sistema compost per un generador fotovoltaic, un SEEB, i una càrrega variable, i a continuació, es defineixen una sèrie de requisits operacionals necessaris per realitzar una correcta operació i manteniment del sistema. Per tal de satisfer els requisits operacionals es dissenya un PPC capaç de gestionar el flux de potència del sistema i minimitzar al màxim la falta de servei de la càrrega. Finalment, es desenvolupa un sistema de regulació primària variable per a la MSV que serveix per augmentar de manera significativa la robustesa de la micro-xarxa

[es] La operación y gestión de un sistema eléctrico donde la fracción de generación eléctrica proveniente de fuentes de energía renovable es mayoritaria, en detrimento de los grandes generadores síncronos convencionales, presenta varios retos tecnológicos que deben ser afrontados para conseguir la transición energética. El desarrollo de la estrategia de control de convertidores de potencia Grid-Forming representa una alternativa a fin de operar de manera estable un sistema eléctrico dominado por la electrónica de potencia. Así, este proyecto se centra en presentar el desarrollo teórico del control de este tipo de convertidores. Primeramente, se modela un inversor de tensión GFL y mediante varias simulaciones se demuestra cómo este no es capaz de operar conectado a redes eléctricas débiles. Seguidamente, se presenta el desarrollo de la estrategia de control de la máquina síncrona virtual, y se construye un modelo de inversor CC/AC que cuenta con una fuente de tensión ideal en el bus CC. A fin de comparar la dinámica mostrada por cada uno de los tipos de regulación primaria de la MSV existentes, se simula cada uno de ellos frente a desconexiones repentinas de grandes cargas del sistema eléctrico. Una vez analizados los resultados obtenidos operando sin considerar la dinámica introducida por los elementos del bus CC del convertidor, se estudian los lazos de control adicionales necesarios para gestionar tanto la tensión del bus CC, como la extracción de energía del recurso primario. Así, se presenta el modelo de un generador fotovoltaico, y seguidamente, se introduce el convertidor de doble etapa CC/CC-CC/AC sobre el cual se diseña el control del bus CC. De esta manera, se diferencian dos casuísticas distintas, la primera cuando el convertidor opera por debajo de la capacidad máxima del recurso energético, y la segunda cuando el convertidor extrae la máxima potencia disponible del recurso. Se presenta la arquitectura de control necesaria para trabajar en cada uno de estos contextos operacionales, y posteriormente se simula el convertidor de doble etapa frente a varias condiciones de irradiancia solar incidente y de temperatura, para comprobar la estabilidad del conjunto. Después de comprobar el correcto funcionamiento de la MSV tanto operando con una fuente de tensión ideal en el bus CC, como considerando todos los elementos necesarios para extraer la energía del recurso primario, se propone un caso de estudio a fin de ilustrar la operación de la MSV en una micro-red aislada. Así, se define un sistema compuesto por un generador fotovoltaico, un SAEB, y una carga variable, y a continuación, se definen una serie de requisitos operacionales necesarios para realizar la correcta operación y mantenimiento del sistema. A fin de satisfacer los requisitos operacionales, se diseña un PPC capaz de gestionar el flujo de potencia del sistema y minimizar al máximo la falta de servicio de la carga. Finalmente, se desarrolla un sistema de regulación primaria variable para la MSV, que sirve para aumentar la robustez de la micro-red