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Applied Mathematics, Modelling and Simulation, Engineering (miscellaneous), PID controller, Control theory, Adaptive control, Buck converter, Digital signal processing, business.industry, business, Estimation theory, Least mean squares filter, Computer science, Rapid control prototyping, and Estimator

In this paper, the output voltage of a buck power converter is controlled by means of a quasi-sliding scheme. The Fixed Point Inducting Control (FPIC) technique is used for the control design, based on the Zero Average Dynamics (ZAD) strategy, including load estimation by means of the Least Mean Squares (LMS) method. The control scheme is tested in a Rapid Control Prototyping (RCP) system based on Digital Signal Processing (DSP) for dSPACE platform. The closed loop system shows adequate performance. The experimental and simulation results match. The main contribution of this paper is to introduce the load estimator by means of LMS, to make ZAD and FPIC control feasible in load variation conditions. In addition, comparison results for controlled buck converter with SMC, PID and ZAD–FPIC control techniques are shown.

62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering, Acondicionador Unificado de Calidad de la Potencia, Compensador de potencia serie, Compensador de potencia paralelo, Unified Power Quality Conditioner, Series power compensator, and Parallel power compensator

La presente investigación tiene como objetivo principal el desarrollo de un sistema de acondicionamiento de potencia unificado modelado como fuentes de corriente y tensión sinusoidales de mediana potencia para sistemas eléctricos de distribución. En su desarrollo se presentan cinco aportes a la investigación en el campo de la calidad de la potencia y los compensadores: primero, un modelo matemático en variables de estado y otro en funciones de conmutación del circuito detallado que permiten la proyección de controladores de lazo de cada uno de los sistemas que componen el circuito del compensador; segundo, se implemento una técnica de control para el lazo de desequilibrio del bus DC de los inversores que permite el uso de menos transductores de tensión para su funcionamiento; tercero, partiendo de la teoría de la potencia reactiva generalizada aplicada a compensadores paralelo de corriente, se implemento un nuevo algoritmo de compensación inmune a huecos y elevaciones de tensión por medio de la aplicación del UVTG (Generador de vector de referencia unitario), que además elimina la necesidad de un circuito de pre-conexión del acondicionador de potencia; cuarto, se ha dado una nueva aplicación de la modulación vectorial espacial SVPWM modificada para funcionar con la aplicación de los vectores homopolares de conmutación la cual fue implementada para el compensador de potencia, permitiendo un mejor aprovechamiento del bus DC de los inversores; y quinto, el enfoque de control presentado en esta investigación, permite dar una nueva aplicación a los acondicionadores unificados de potencia para la compensación de transitorios de tensión en los sistemas eléctricos, aplicación que el modelo clásico de compensación no permitía. Ademas, el trabajo incluye los algoritmos de simulación y de diseño que permitieron probar las teorías formuladas por medio de simulaciones computacionales y compararlas con las técnicas tradicionales Abstract : This research has as main objective the development of a unified power conditioning system, modeled as sinusoidal voltaje and current power sources for a medium power electrical distribution systems. Five developmental contributions to research in the field of power quality and compensators are presented: first, a mathematical model in space state in switching functions and other in average variables of the detailed circuit that allows projecting loop controllers; second, a control technique was implemented for the imbalance of DC loop bus that allows using less voltage transducers for operation; third, based on the generalized reactive power theory applied to parallel current compensators, a new compensation algorithm immune to voltage sags and swells was implemented through the application of UVTG (unit vector template generator), which eliminates the need for a pre-connection circuit of the power conditioner; fourth, it has given a new application of space vector modulation SVPWM modified to work with the implementation of the zero-sequence vectors that was implemented for the unified power quality conditioner, allowing better use of the DC bus of inverters; and fifth, the presented control scheme, allows to give a new application to the unified power quality conditioners to compensate voltage electromagnetic transients in the electric systems. In addition, the work includes simulation algorithms that made it possible to test theories using computer simulations and compared with traditional techniques Doctorado

62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering and Tensor de potencia, Simulación híbrida, Filtros activos, Descomposición vectorial, Teoría PQ Power tensor, Hybrid simulation, Active filters, Vectorial decomposition, PQ theory

Es motivo de discusión la definición que hasta ahora se le ha dado a las componentes de la potencia eléctrica. Para fuentes sinusoidales y balanceadas conectadas a cargas lineales y balanceadas las interpretaciones son claras y no hay controversias al respecto, pero cuando se habla de cualquier alteración a alguna de estas condiciones consideradas como ideales, el tema de definir apropiadamente la potencia es muy discutido y como consecuencia son muchas las teorías que al respecto se han dado. Una de las teorías más aceptadas y por lo tanto estudiadas y aplicadas al diseño de filtros activos está basada en el enfoque vectorial de la tensión y la corriente en los sistemas eléctricos, llamada teoría PQ o de la potencia instantánea. En el 2010 se desarrolla una teoría tensorial para la descomposición de las componentes de potencia eléctrica llamada "Tensor instantáneo de potencia", que hace uso del tensor como estructura algebraica de varias componentes, para generalizar los conceptos de escalar, vector y matriz de una manera independiente al sistema de coordenadas elegido. La presente tesis plantea la hipótesis de que así como la formulación vectorial es apropiada para la compensación de sistemas trifásicos, y dado que el tensor funciona para generalizar los elementos del algebra, entonces el enfoque tensorial puede servir para compensar sistemas de más de 3 hilos. También se trata de explicar el porqué compensar sistemas de n fases. Se desarrollan los algoritmos de compensación básicos como una primera aproximación a la teoría de filtros activos con el tensor de potencia, y se implementa un filtro activo con la metodología de la simulación híbrida. El objetivo final de la investigación es validar experimentalmente por medio de la simulación híbrida la teoría del tensor de potencia instantánea / Abstract: It is a matter of debate the definition until now been given to the components of electrical power. For sinusoidal and balanced source connected to linear and balanced loads, the interpretations are clear and there is no controversy about it, but when it comes to any alteration to any of these conditions considered ideal, the issue of properly defining power, is widely discussed and consequently there are many theories about it have been given. One of the most accepted theories and therefore studied and applied to the design of active filters is based on the approach vectorial of the voltage and current in electrical systems, called the PQ Theory or the instantaneous power. In 2010, a theory was developed for the decomposition of tensor components of electric power, called Instantaneous Power Tensor “which makes use of tensor as algebraic structure of various components, to generalize the concepts of scalar, vector and matrix an independent coordinate system chosen. This thesis hypothesizes that as the vectorial formulation is appropriate for the compensation of three phase systems, and since the power works to generalize the elements of algebra, then the tensor approach can be used to compensate for systems of more than 3 wires. It is also to explain, because to compensate systems of n phases. They develop basic compensation algorithms, as a first approximation to the theory of active filters, with the power tensor, and an active filter is implemented with the hybrid simulation methodology. The ultimate goal of research is to experimentally validate, through simulation hybrid, the instantaneous power tensor theory. Maestría

6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology, 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering, Localización de fallas eléctricas - métodos, Configuración de red, Modelos de red, Línea aérea, Medición de subestación, Localización de fallas eléctricas - algoritmos, Electric fault location - methods, Network configuration, Network model, Overhead line, Substation measure, and Electric fault location - Algorithms

En esta tesis se estudian los algoritmos de localización de fallas, teniendo en cuenta la configuración de las redes y los tipos de mediciones que se implementan en las subestaciones de alta tensión, también se hace énfasis en las técnicas que se usan en los Sistemas de Distribución y Sistemas de Transmisión para la localización de las fallas. En este trabajo se propone como detectar el fallo, la fase que posee y su dirección geométrica, con lo que se puede probar que los algoritmos bajo ciertas configuraciones poseen errores relevantes, en este trabajo se utilizan redes eléctricas del SIN (Sistema de Interconexión Nacional) , Posteriormente la investigación se enfoca en mostrar las comparaciones de estos métodos y su efectividad. En esta tesis se propone varios modelos de cómo se analizan las fallas, tomando como base la información del sistema, estos modelos se implementan y se probarán en Digsilent un software especializado que permite el uso de algoritmos externos para la ejecución de los casos específicos o Métodos para la localización de fallas, con este software se ejecutan algoritmos creados en Python, los cuales son compatibles con la interfaz, donde se muestra el uso de la herramienta y sus ayudas para esta investigación Abstract : This thesis examines fault location methods, taking into account the configuration of the networks and the types of measurements that are implemented in the high voltage substations. Emphasis is also given to the techniques used in the Distribution Systems and Transmission Systems For the location of the faults. In this work we propose how to detect the fault, the phase that has and its geometric direction, with which it can be proved that the algorithms under certain configurations have relevant errors, in this work we use electrical networks from SIN (National Interconnection System) , The research subsequently focuses on comparisons of these methods and their effectiveness. This thesis proposes several models of how failures are analyzed, based on system information, these models are implemented and tested in Digsilent specialized software that allows the use of external algorithms for the execution of specific cases or Methods for the location of faults, with this software runs algorithms created in Python, which are compatible with the interface, which show the use of the tool and its aids for this research Maestría