Miguel Torres ● Profesor Asistente

Institución: Universidad de Concepción, Concepción, Chile Descripción: Fondo para comprar un amplificador de potencia para realizar experiencias hardware- in-the-loop. Tareas principales: . Escritura del proyecto. . Dise˜ no del setup experimental y especificación de equipamiento para realizar experiencias hardware- in-the-loop.

Institución: Universidad de Concepción, Concepción, Chile Descripción: Fondo para la compra de equipamiento para realizar simulaciones en tiempo real de redes el´ ectricas con alta penetración de energ´ıas renovables. Tareas principales: . Escritura del proyecto. . Dise˜ no del setup experimental y especificación de equipamiento para realizar experiencias hardware- in-the-loop.

Institución: Universidad de Concepción, Concepción, Chile Descripción: Fondo para comprar 3 emuladores FV para la prueba de inversores. Tareas principales: . Escritura del proyecto. . Especificar equipamiento que cumpla con los requerimientos dinámicos y estáticos de las pruebas a realizar.

Como investigador de postdoctorado: - Realizar investigación sobre problemas asociados a la integración de plantas fotovoltaicas de gran tamaño a redes eléctricas. - Desarrollar plan personal de investigación y apoyar el logro de los objetivos de investigación del grupo. - Apoyar la investigación de estudiantes de pre y posgrado. - Apoyar en la escritura de proyectos de investigación y organización de eventos técnicos y de difusión. - Organizar reuniones del grupo de investigación. - Organizar seminario anual con expositores nacionales e internacionales. - Apoyar el reporte de las actividades y logros del grupo al equipo de gestión del centro. Como investigador adjunto: - Realizar investigación sobre problemas asociados a la integración de plantas fotovoltaicas de gran tamaño a redes eléctricas.

Concordia University/Geo Data Solutions Inc., R&D Dep. . Diseñar, simular y especificar partes para la implementación de un prototipo convertidor puente H semi-controlado de alta corriente. . Diseñar e implementar el sistema de control y adquisición de datos basado en plataforma Lab-View/CompactRIO.

Universidad de Concepción, Concepción, Chile Ecole Superieur d’Electricite (SUPELEC), Paris, Francia Tareas principales: . Investigar sobre la aplicación del método de modelación Hamiltoniana y el control basado en pasividad a sistemas HVDC basados en convertidores fuente de voltaje. . Pasantía de investigación en SUPELEC trabajando bajo la supervisión del Dr. Romeo Ortega.

Consiste en diversos módulos de baja potencia que pueden configurarse e interconectarse para implementar variadas topologías emergentes de sistemas eléctricos y topologías de conversión como: microrredes, enlaces de alto voltaje en corriente continua (HVDC), convertidores modulares multinivel (MMC), sistemas de baterías (BESS), cargadores rápidos, entre otros. Cada módulo de potencia posee una unidad de control propia coordinada por una unidad central, lo que permite implementar esquemas de control distribuido. Además, la plataforma contempla una etapa de amplificación de potencia trifásica, que permite generar físicamente los voltajes y corrientes de un punto común de acoplamiento con una red eléctrica emulada en tiempo-real. Esto permite estudiar la interacción de la red emulada con los sistemas eléctricos y las topologías de conversión emergentes descritas anteriormente. Por consiguiente, esta plataforma agiliza el prototipado, tanto en hardware de potencia como de control, permitiendo la validación experimental de estrategias de control distribuido que, a diferencia del control centralizado (tradicionalmente utilizado en la academia e industria), presenta ventajas que son de utilidad para mejorar la resiliencia de los sistemas eléctricos, como son: mejor confiabilidad, flexibilidad, escalabilidad, operación plug-and-play y tolerancia a fallas de un solo punto.

En la última década se han desarrollado algoritmos de control para apoyar tareas críticas como el control rápido de frecuencia en sistemas de potencia, no obstante, se requieren avances novedosos para garantizar la calidad de la energía y confiabilidad en sistemas de potencia de baja inercia. Por otro lado, los enlaces de corriente continua de alto voltaje (HVDC) son reconocidos por su capacidad para proporcionar más flexibilidad en los sistemas de energía modernos, sin embargo, su capacidad para apoyar la estabilidad de la frecuencia es limitada. Estos temas serán abordados en esta propuesta de investigación, teniendo como objetivo principal el desarrollar una estrategia de control avanzada de generador síncrono virtual (VSG) para un enlace de transmisión de energía HVDC bipolar punto a punto (P2P) basados en convertidores fuente de voltaje (VSC). La investigación se centrará en el modelado, análisis y control del enlace HVDC; y el diseño de un VSG avanzado para apoyar el control de la frecuencia en ambos lados de corriente alterna (AC) del enlace HVDC. El VSG debe ser adaptativo, robusto y gestionará el flujo de energía a través del enlace HVDC y de los sistemas de almacenamiento de energía en batería (BESS) conectados en ambos lados AC del enlace HVDC.

En los últimos años, la electromovilidad a nivel mundial ha tenido un aumento significativo, el que ha sido motivado por la necesidad mundial de disminuir la dependencia de combustibles fósiles, para ir hacia una matriz energética basada en fuentes de energías más limpias, menos contaminantes y amigables con el medio ambiente. En recientes años ha habido un aumento significativo de vehículos híbridos y totalmente eléctricos transitando en las calles del mundo. Por ejemplo, el año 2021 hubieron cerca de 16.5 millones de este tipo de vehículos y se espera un aumento exponencial en los años siguientes. Chile no está ajeno a esta tendencia, teniéndose que la venta de modelos eléctricos en 2011 hasta agosto de 2022 ha sido de 1.522 vehículos 100% eléctricos (EV), a los que se suman 607 modelos híbridos Plug-In (PHEV), conformando un parque total de 2.129. Además, se espera que al 2030 el parque de vehículos eléctricos alcance las 80.000 unidades circulando. Al analizar un vehículo eléctrico, se tiene que, de manera general, sus componentes son bastantes similares a los presentes en vehículos de combustión interna. La diferencia principal radica en que los vehículos totalmente eléctricos o híbridos tienen incorporado un banco de baterías, el que se compone de cientos de celdas de baterías de ion litio interconectadas entre sí. En este sentido, la energía almacenada por un banco de baterías se caracteriza por su capacidad nominal. Notar que la capacidad de una batería va disminuyendo con su uso, por lo cual, es un indicador del nivel de degradación de la misma. Una práctica común en electromovilidad es reemplazar el banco de baterías cuando éste ha alcanzado ha alcanzado un 80% de su capacidad nominal. Notar que, en este contexto, si bien el banco de baterías descartado no puede ser utilizado en aplicaciones de electromovilidad, si puede ser utilizado en otras aplicaciones menos demandantes como almacenamiento estático de energía. Tomando en cuenta el auge de la electromovilidad en el mundo y que un banco de baterías de un vehículo eléctrico típicamente tiene una vida útil de 10 años, se tendrá en el corto plazo, a nivel mundial, un gran número de bancos de baterías desechados de aplicaciones de electromovilidad. En este escenario, en este proyecto, se detecta el problema de qué hacer con la gran cantidad de baterías desechadas que habrá a nivel mundial en pocos años. Notar que este tipo de baterías no pueden ser desechadas en vertederos de basura ya que contienen materiales peligrosos tanto para los seres humanos como para el medio ambiente. Además, no pueden ser almacenadas en los domicilios particulares de los dueños de los vehículos, ya que, si son manipulados incorrectamente, pueden explotar, generando fuego y gases nocivos. En base a esto, la oportunidad que se aborda con este proyecto es de valorizar este residuo (baterías desechadas) en un producto de valor para el mercado y la sociedad y que pueda ser utilizado como almacenamiento de energía en otras aplicaciones. En particular, proponemos una topología de electrónica de potencia capaz de integrar baterías de distintos tipos (voltaje nominal, capacidad, química, etc.) y mediante técnicas de control avanzadas, hacer funcionar el dispositivo como una sola entidad desde el punto de vista de la aplicación y/o usuario final y al mismo tiempo, gestionar internamente los estados (estado de carga, nivel de degradación, etc.) de todas las baterías integradas por la topología (para optimizar el funcionamiento y autonomía del dispositivo).

El objetivo de la Red es promover la descarbonización del sector eléctrico gracias a la integración de fuentes renovables en los sistemas eléctricos y su hibridación con sistemas de almacenamiento y la ‘E-Mobility’. Así, la Red pone a disposición de las distintas regiones iberoamericanas metodologías y avances tecnológicos fundamentales que posibilitan la construcción sinérgica de sistemas eléctricos más sustentables y resilientes frente al cambio climático. Se avanza sobre distintos aspectos científicos cuya aplicación efectiva es validada en estudios de caso experimentales. Además, se promueve este despliegue y aprovechamiento mediante acciones de difusión y transferencia tecnológica basadas en publicaciones de distinta índole y destinadas a diferentes sectores de la sociedad, desde publicaciones científicas y materiales curriculares hasta guías de buenas prácticas o de dimensionamiento. La red se constituye como un núcleo de investigadores y tecnólogos pertenecientes a universidades, empresas y administraciones locales que permite la formación cruzada, la movilidad entre centros, la divulgación y el desarrollo de actividades técnicas y formativas orientadas al análisis y desarrollo de las oportunidades de una integración máxima de recursos renovables. Asimismo, la red busca contribuir a la capacitación de usuarios finales que posibilite la construcción de una visión compartida hacia un mix energético más sostenible.

Plataforma experimental de control distribuido de módulos de potencia Consiste en diversos módulos de baja potencia que pueden configurarse e interconectarse para implementar variadas topologías emergentes de sistemas eléctricos y topologías de conversión como: microrredes, enlaces de alto voltaje en corriente continua (HVDC), convertidores modulares multinivel (MMC), sistemas de baterías (BESS), cargadores rápidos, entre otros. Cada módulo de potencia posee una unidad de control propia coordinada por una unidad central, lo que permite implementar esquemas de control distribuido. Además, la plataforma contempla una etapa de amplificación de potencia trifásica, que permite generar físicamente los voltajes y corrientes de un punto común de acoplamiento con una red eléctrica emulada en tiempo-real. Esto permite estudiar la interacción de la red emulada con los sistemas eléctricos y las topologías de conversión emergentes descritas anteriormente. Por consiguiente, esta plataforma agiliza el prototipado, tanto en hardware de potencia como de control, permitiendo la validación experimental de estrategias de control distribuido que, a diferencia del control centralizado (tradicionalmente utilizado en la academia e industria), presenta ventajas que son de utilidad para mejorar la resiliencia de los sistemas eléctricos, como son: mejor confiabilidad, flexibilidad, escalabilidad, operación plug-and-play y tolerancia a fallas de un solo punto.