2. Maestría
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Tesis de la Escuela de Posgrado
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Item Desarrollo de un sistema de control para un convertidor DC-AC trifásico utilizando una estrategia tipo Grid Forming con limitación de corriente(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-11-29) Jara Falla, Arturo Francisco; Tafur Sotelo, Julio CesarActualmente, en respuesta a la necesidad de vehículos eléctricos que utilicen una fuente de energía diferente a la gasolina o petróleo, debido al agotamiento, se han creado vehículos capaces de funcionar con energía eléctrica almacenada en una batería interna. El dispositivo interno encargado del proceso del control de carga de la batería eléctrica es un convertidor electrónico DC-AC, pues la batería necesita una corriente continua para recargarse. A razón de esta interacción entre el vehículo eléctrico y la red eléctrica, se han planteado diferentes estrategias de control que permitan el intercambio de potencia entre la batería y la red eléctrica, para asegurar el funcionamiento correcto de la red durante el proceso de recarga o en caso de fallas en la red eléctrica. A este tipo de estrategias se le denominan comúnmente “Vehicle-to-Grid” (V2G). Este trabajo de tesis plantea una estrategia de control V2G denominada “Grid Forming”, la cual permite controlar el intercambio de potencia entre la red eléctrica y la batería emulando el comportamiento dinámico de una maquina síncrona. No obstante, dado que la estrategia de control se implementa en un convertidor electrónico de potencia, este es dimensionado para que trabaje a potencia nominal y no para corrientes de cortos circuitos, dado que esto incrementaría considerablemente el costo del convertidor o podría acarrear daños irreparables en su estructura. Es debido a la problemática anteriormente planteada, que esta tesis busca evaluar e implementar una nueva estrategia de control V2G de tipo “Grid Forming”, que permita al vehículo dar soporte a la red y recibir energía de la misma a través del control del voltaje y frecuencia y, proponer un método más sencillo de limitación de corriente en caso de fallas en la red eléctrica. Además, se analiza el impacto de los armónicos a bajas frecuencias en la transferencia de energía entre la red y el vehículo.Item Diseño de una estrategia de control para que un convertidor electrónico dc/ac trifásico suministre inercial virtual de una fuente de energía renovable a la red eléctrica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-05-26) Novoa Oliveros, Erland Fernando; Tafur Sotelo, Julio Cesar; Sal Y Rosas Celi, Damian EleazarLa creciente tendencia de utilizar vehículos eléctricos, conlleva a reemplazar los grifos de vehículos de combustibles fósiles por electrolineras. Una electrolinera puede utilizar una fuente de energía renovable (ej. Solar o eólico) para cargar un vehículo; además, el excedente de energía podría ser suministrado a la red eléctrica trifásica, haciendo uso de un convertidor electrónico dc/ac (o inversor). Sin embargo, conectar un convertidor tradicional reduce la estabilidad relativa de la frecuencia eléctrica de la red, porque no ofrece oposición ante un cambio de frecuencia, tal como lo hace un generador síncrono debido a la inercia de su rotor. Las variaciones de frecuencia son producto del desequilibrio entre la potencia generada y las cargas en la red. Si la frecuencia se aleja mucho de su valor nominal o si la rapidez de cambio de la frecuencia es elevada, puede afectar el sincronismo de los generadores que alimentan la red. Por lo tanto, se procede a cortes de energía en sectores de la red, para evitar que la inestabilidad se propague en otros sectores de la red, lo cual se traduce en grandes pérdidas económicas. La presente tesis busca establecer una estrategia de control para que un convertidor tradicional permita la conexión de una fuente de energía renovable a la red eléctrica, con el objetivo de mejorar la estabilidad de la red, mediante el suministro de inercia virtual (o emulación de inercia). La estrategia de control no requiere la utilización de elementos adicionales complejos o costosos en el convertidor o la modificación de este, lo cual constituye una solución económica y sin complejidad constructiva. Al final de la tesis se realiza simulaciones en Matlab para probar los diseños de los lazos de control y se valida resultados en PSIM (simulador de electrónica de potencia), logrando un convertidor con inercia virtual, que puede suministrar a la red, igual o mejor inercia que un generador síncrono hidroeléctrico de grandes dimensiones.Item Diseños de cadena de suministros de autos eléctricos y su impacto en la tasa de adopción e indicadores de sostenibilidad(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-04-18) Espinoza Castro, Carol Stephanie; Pastor de la Rosa, Gerardo Miguel; Tapia Rondon, Giancarlo Renzo; Teves Aguirre, Julie Carolina; Vargas Gallardo, Angello Paolo; Benzaquen de las Casas, Jorge BennyLa presente investigación tiene como objetivo diseñar una cadena de suministros de automóviles eléctricos que permita el desarrollo sostenible del sector automotriz. La sostenibilidad de dicho sector se puede mejorar con el incremento de automóviles eléctricos en el parque automotor peruano y mediante la simulación de escenarios e indicadores para sustentar el diseño de la cadena de suministros. La sostenibilidad es un término que implica hacer negocios y generar rendimientos económicos perdurables, evitando posibles impactos ambientales y sociales. El parque automotor peruano actual es contaminante, antiguo y costoso por lo que no es sostenible. En el Perú, la implementación de medidas referidas a la electromovilidad y al uso de automóviles eléctricos es todavía baja. Esta investigación propone desarrollar esta tecnología en el país como posible alternativa para impactar positivamente en el mejoramiento de los indicadores de sostenibilidad del sector automotriz, tomando como base la experiencia en países de la región. Para el presente estudio se plantearon tres diseños de cadenas de suministros de autos eléctricos. Se hizo un análisis regresional usando como base la tasa de crecimiento de uso de autos eléctricos en otros países de la región para estimar el escenario esperado en el Perú. Se aplicó la metodología SMART y la evaluación cualitativa de expertos. Se encontraron factores cualitativos relevantes a la cadena de suministros junto con el costo de vida útil de cada diseño. En base a los datos obtenidos, se eligió el mejor diseño de cadena de suministros para evaluar su impacto en los indicadores de sostenibilidad. Se evidenció que luego de seis años se logra reducir las emisiones de carbono en el ambiente en un 6.75%, haciéndolo ecológicamente amigable, permitiendo la actualización y el incremento de los indicadores de sostenibilidad del parque automotor peruano.