Dentro de este sector estratégico de la energía eléctrica, el Grupo de Investigación en Sistemas de Energía eLéctrica (GISEL) centra su actividad en tres líneas de investigación que se encuentran interrelacionadas:

- Línea 1. Integración de Energías Renovables en el Sistema Eléctrico, FACTS y HVDC. El grupo centra su actividad en la integración de las energías renovables en el sistema eléctrico tanto a pequeña escala, mediante la investigación en microrredes, como a gran escala, mediante la investigación en FACTS (Flexible Alternating Current Transmission Systems) y HVDC (High Voltage Direct Current) como tecnologías facilitadoras.

- Línea 2. Microrredes, Vehículo Eléctrico y SmartGrids. El grupo investiga en la gestión coordinada de cargas, sistemas de generación y de almacenamiento para constituir microrredes que permitan mejorar la eficiencia energética usando sistemas de cogeneración y trigeneración. En este ámbito, se investiga también en la integración del vehículo eléctrico, mediante el análisis de metodologías de recarga inteligente para ser aplicadas a grandes volúmenes de recarga. Ambos desarrollos, convergen en las denominadas smartgrids, dentro de las cuales se investiga también en los conceptos de V2G (Vehicule to Grid) y V2H (Vehicule to Home).

- Línea 3. Protección de Sistemas Eléctricos. El grupo centra su actividad en la detección y localización de faltas en sistemas de transporte y distribución (incluyendo generación distribuida); análisis del comportamiento de protecciones eléctricas mediante ensayo y simulación; desarrollo de métodos de detección de situación de isla; y faltas en sistemas HVDC, en coordinación con la investigación desarrollada en la línea 1.

Se trata de una línea de investigación consolidada con cerca de una década de trabajo desarrollado. En el área de integración de energías renovables, se plantean las siguientes tareas:

• Modelización y análisis de sistemas eléctricos con alta penetración de generación renovable Desarrollo de modelos de sistemas de generación renovable, incluyendo controles de alto nivel, orientados a su utilización de forma genérica para estudios estáticos y dinámicos.
• Desarrollo de escenarios de operación de redes débiles para mejorar la conexión de generación basada en energías renovables.
• Nuevos algoritmos de control de alto nivel para mejorar la integración de la generación renovable conectada mediante convertidores VSC (mejora de la respuesta ante huecos y recuperación de la tensión, amortiguación de oscilaciones, etc).

En el área de FACTS y HVDC, las tareas que se pretenden desarrollar son las siguientes:

• Desarrollo de nuevos modelos de dispositivos FACTS para integración de energías renovables. Aplicación a la solución de problemáticas de operación del sistema eléctrico.
• Desarrollo de modelos de redes de corriente continua en alta tensión (HVDC) y estudio de su interacción con las redes existentes de corriente alterna (HVAC).
• Desarrollo de algoritmos de control de alto nivel para estaciones convertidoras HVDC tipo VSC para mejorar su integración en las redes HVAC.
• Análisis de la interacción de los dispositivos FACTS con los sistemas HVDC en las redes eléctricas del futuro.
• Análisis de la viabilidad de incrementar la capacidad del sistema de distribución de energía eléctrica, sustituyendo líneas de c.a. por líneas de c.c. La solución que se pretende analizar en profundidad tiene una aplicación prometedora en redes eléctricas con tecnologías de fuentes renovables, las cuales se encuentran cada vez en mayor número en las redes eléctricas actuales (p.e. eólica, solar, etc.).
• Ampliación de las capacidades del laboratorio de simulación en tiempo real para modelización y simulación de redes HVDC y FACTS.
• Desarrollo de un banco de ensayos para analizar la interacción, en tiempo real, entre redes HVDC, FACTS y redes HVAC.
   

Se trata de una línea de investigación consolidada con cerca de una década de trabajo desarrollado. En el área de microrredes, las tareas que se pretenden desarrollar son las siguientes:

• Desarrollo de modelos de sistemas de interconexión para microgeneradores.
• Ampliación de la capacidad del laboratorio de simulación en tiempo real para modelar y simular en tiempo real una microrred y realizar ensayos "hardware in the loop" de equipos de generación distribuida de pequeña potencia. Realización de ensayos.
• Desarrollo y verificación de modelos de simulación de los equipos ensayados, para realizar posteriormente análisis de múltiples situaciones de operación y gestión, tanto en régimen estacionario como en situaciones de funcionamiento anómalas.
• Análisis de la capacidad de las microrredes para hacer frente a la conexión de los vehículos eléctricos, como elemento de almacenamiento/consumo. Conocida dicha influencia, proponer soluciones que optimicen dicha integración.
• Análisis de metodologías de recarga inteligente para vehículos eléctricos que puedan ser aplicables a grandes volúmenes de recarga.
• Análisis de las necesidades que existen para poder desarrollar modelos de negocio en el ámbito del vehículo eléctrico y su integración en la red.
• Análisis de la posibilidad de incrementar la eficiencia del conjunto de la Microrred mediante cogeneración, a partir del calor generado por las pilas de combustible PEM.
• Analizar la problemática de la gestión smartgrids, que incorporen equipos eléctricos de Generación Distribuida mediante energías renovables.
   

Se trata de la línea de investigación más longeva del grupo, en la cual varios integrantes del grupo tienen una amplia trayectoria y experiencia, a la que van incorporando la resolución de nuevos problemas de actualidad que aparecen como consecuencia de los grandes cambios que están experimentando los sistemas eléctricos. Se plantean, entre otros, los siguientes trabajos:

• Diseño de nuevos algoritmos de detección y localización de faltas de alta impedancia en sistemas eléctricos de distribución, con Generación Distribuida.
• Análisis del desempeño de los algoritmos de localización de faltas en redes de distribución a partir de medidas reales de equipos en campo. Caracterización de las necesidades de medida y de las limitaciones existentes a partir de las ondas almacenadas en los equipos de protección. Propuesta de mejoras
• Diseño de nuevos algoritmos de detección y localización de faltas en líneas de transporte mixtas (aereas-subterraneas). Aplicación de sincrofasores
• Desarrollo y validación de métodos de detección de isla, ante faltas en la red o en el GD, para gestionar el adecuado paso de un modo de operación a otro. Identificación de estrategias de protección.
• Análisis de los sistemas existentes de protección y control de red para su posible aplicación en microrredes eléctricas, así como establecer nuevas pautas de diseño y operación, que permitan contribuir a alcanzar los objetivos de penetración de Generación Distribuida establecidos tanto a nivel nacional como internacional.
• Análisis del comportamiento de los sistemas VSC-HVDC ante faltas internas (DC) y externas (AC).
• Análisis y propuesta de nuevas topologías de barras en sistemas HVDC para optimizar la protección ante faltas en la red y el mantenimiento de la continuidad del suministro.
• Definición del rango de aplicación y optimización de un equipo limitador de faltas, en sistemas eléctricos basados en tecnología VSC-HVDC, del cual se han solicitado dos patentes recientemente.
• Análisis de la problemática de protección de redes HVDC multiterminal. Definición de los requisitos de detección y corte de la corriente de falta. Desarrollo de propuestas técnicas de protección.
• Simulación en tiempo real, de diversos fenómenos, mediante el simulador RT-LAB (recientemente adquirido por el grupo). Integración del simulador dentro del nuevo laboratorio de protecciones eléctricas para realizar un banco de ensayo "hardware in the loop".