[en] The operation of a power system where electricity generation is dominated by renewable energy resources, while large conventional synchronous generators are gradually decommissioned, presents several technological challenges which must be addressed in order to achieve the energy transition. The development of the Grid-Forming power converter control strategy represents a feasible way to operate, in a controlled and stabilized manner, an electrical system dominated by power electronics. In this way, this project focuses on presenting the theoretical development of the control of this type of converters. Firstly, a GFL voltage source converter is modeled, and its inability to operate connected to weak networks is demonstrated through several simulations. Afterwards, the development of the control strategy of the virtual synchronous machine is presented, and a DC/AC inverter model is built while considering an ideal voltage source at the DC link. In order to compare the dynamics presented by each of the existing VSM primary regulation types, each one is simulated against the disconnection of large loads of the power system. Once the results obtained for the operation of the VSM without considering the dynamics introduced by the DC link elements of the converter have been analyzed, the additional control loops required to manage both the DC link voltage and the energy extraction from the primary energy resource are discussed. In this manner, the model of a photovoltaic generator is presented, and then a dual-stage DC/DC-DC/AC converter, on which the DC link control is designed, is introduced. In this way, two different operational cases are differentiated, the first one when the converter operates below the maximum power capacity of the primary resource, and the second one when the converter reaches the maximum available power of the PV generator. The control architecture required to operate in both of these operational contexts is discussed, and then, the dual-stage converter is simulated under different incident solar irradiance and temperature conditions to verify the stability of the system. After verifying the correct operation of the VSM, both while operating connected to an ideal voltage source at the DC link, and while considering all the required elements to extract the energy from the primary resource, a case study is proposed in order to illustrate the operation of the VSM in a stand-alone micro-grid. In this way, a system composed of a photovoltaic generator, a BESS, and a variable load, is defined, and then, several operational requirements, necessary to the correct operation and maintenance of the system, are determined. In order to meet the operational requirements, a PPC capable of managing the power flow of the system while minimizing the power outages of the load is designed. Finally, a variable primary regulation system for the VSM is developed in order to significantly increase the robustness of the micro-grid

[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