[ca] Avui en dia, les preocupacions mediambientals associades a la generació d'energia basada en combustibles fòssils convencionals estan transformant el panorama energètic cap a un sistema més sostenible. En aquest sentit, les unitats de generació distribuïda (GD) han esdevingut més importants en els sistemes energètics moderns amb una integració creixent de recursos d'energia renovable (RES). No obstant això, aquesta transformació també implica nous reptes per operar i controlar la xarxa de manera segura i eficient, donada la variabilitat i la intermitència inherents a aquests recursos. Les microxarxes (MGs) són sistemes elèctrics a petita escala que han emergit com a solucions prometedores per integrar RES com ara fotovoltaica, aerogeneradors, piles de combustible, digestors de biogàs, etc. No obstant això, atesa la natura heterogènia dels RES, es requereixen dispositius electrònics de potència per permetre la seva integració en els sistemes de corrent altern (CA). La incorporació de convertidors de potència augmenta la capacitat de control d'aquests recursos però també comporta nous reptes pel que fa al control i la protecció. En les MGs basades en inversors de CA, l'abast d'aquesta tesi, les unitats de GD s'interfereixen amb la MG mitjançant inversors, que requereixen ser controlats per assegurar el correcte funcionament, estabilitat i qualitat de la tensió del sistema de CA. Per resoldre aquests reptes, s'han proposat diversos enfocaments de control d'inversors en l'estat de l'art. No obstant això, encara persisteixen reptes significatius, limitacions i llacunes de recerca. En particular, les principals mancances trobades en l'estat de l'art es poden agrupar en dues àrees principals de control: a) Compartició de potència i regulació de la tensió , i b) Compensació del desequilibri de la tensió. D'una banda, els enfocaments de control de compartició de potència i regulació de la tensió tenen com a objectiu assegurar l'estabilitat de l'amplitud i la freqüència de la tensió i la seva regulació dins dels límits desitjats en les MGs de CA aïllades. No obstant això, la literatura existent presenta les següents mancances: dependència del rendiment de la impedància de la línia, problemes d'escalabilitat i acoblament del bucle de control. D'altra banda, els enfocaments de control de compensació del desequilibri de la tensió tenen com a objectiu augmentar la qualitat de la tensió de la MG. No obstant això, es van trobar una manca de robustesa i limitacions en el lloc de compensació en les estratègies de l'estat de l'art. Aquesta tesi té com a objectiu investigar noves estratègies de control per millorar el rendiment del control de potència i augmentar la qualitat de la tensió en les MGs basades en inversors de CA, centrant-se en abordar les llacunes de recerca en la literatura existent. La tesi es presenta com un compendi de tres articles revisats per parells que recullen les principals contribucions i resultats de la tesi. Aquests articles proposen tres nous enfocaments de control que superen la majoria de les mancances i limitacions identificades en l'estat de l'art. D'una banda, pel que fa a la compartició de potència i la regulació de la tensió, l'enfocament proposat presenta les següents propietats clau: a) el rendiment del control és independent de la naturalesa de la impedància de la línia, b) escalabilitat pel que fa al nombre d'inversors dins de la MG, i c) desacoblament entre el bucle de control de regulació de la tensió i el bucle de control de compartició de potència. D'altra banda, pel que fa a la compensació del desequilibri de la tensió, els dos enfocaments proposats presenten les següents propietats destacades: a) distribució equitativa de l'esforç de control sense intercanvi de dades de control entre inversors, b) robustesa davant la connexió i desconnexió d'inversors i càrregues, c) reducció de la càrrega de comunicació, i d) flexibilitat per compensar múltiples nodes locals/remots.

[en] Nowadays, the environmental concerns for conventional fossil fuel-based power generation are transforming the energy landscape into a more sustainable system. To this end, distributed generation (DG) units have gradually become more important in modern energy systems with an increasing integration of renewable energy resources (RES). However, this transformation also implies new challenges for operating and controlling the network safely and efficiently, given the variability and intermittency inherent to these resources. Microgrids (MGs) are small-scale power systems that have emerged as promising solutions for integrating RES such as photovoltaic, wind turbines, fuel cells, biogas digestors, etc. However, given the heterogeneous nature of RES, power electronic devices are required to enable their integration into the AC systems. The incorporation of power converters increases the controllability of these resources but also brings new challenges regarding control and protection. In inverter-based AC MGs, the scope of this thesis, the DG units are interfaced with the MG by inverters, which require to be controlled to ensure the correct operation, stability, and voltage quality of the AC system. To solve these challenges, several inverter control approaches have been proposed in the state-of-the-art. Nevertheless, there remain significant challenges, limitations, and research gaps. In particular, the main shortcomings found in the state-of-the-art can be gathered into two main control areas: a) Power sharing and voltage regulation (Power management), and b) voltage unbalance compensation (Voltage quality). On one hand, power sharing and voltage regulation control approaches aim to ensure the voltage amplitude and frequency stability and its regulation within desired limits in islanded AC MGs. However, existing literature exhibits the following shortcomings: line impedance performance dependency, scalability issues, and control loop coupling. On the other hand, voltage unbalance compensation control approaches aim to increase the voltage quality of the MG. However, a lack of robustness and limitations on the place of compensation were found in the state-of-the-art strategies. This thesis aims to investigate novel control strategies to improve the power control performance and increase the voltage quality on inverter-based AC MGs, focusing on addressing the research gaps in the existing literature. The thesis is presented as a compendium of three peer-reviewed papers that collect the main contributions and results of the thesis. These papers propose three novel control approaches that outperform and overcome most of the identified state-of-the-art shortcomings and limitations. The main contributions of the thesis can be summarized as follows: On one hand, regarding power sharing and voltage regulation, the proposed approach exhibits the following key properties, a) the control performance is independent of the line impedance nature, b) scalability with respect to the number of inverters within the MG, and c) decoupling between the voltage regulation control loop and the power sharing control loop. On the other hand, regarding voltage unbalance compensation, the two proposed approaches exhibit the following outstanding properties, a) fair control effort distribution without control data exchange between inverters, b) robustness to connection and disconnection of inverters and loads, c) reduction of communication burden, and d) flexibility to compensate for multiple local/remote nodes.