Torán Mort, Enric
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- PublicationA Control Stage for Parallel-Connected Interlinking Converters in Hybrid AC-DC Microgrids(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2023) Liberos Mascarell, María Antonia; González Medina, Raúl; Patrao Herrero, Iván; Torán Mort, Enric; Garcerá Sanfeliú, Gabriel; Figueres Amorós, Emilio; Departamento de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeroespacial y Diseño Industrial; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales; AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION[EN] Having two or more interlinking converters connected in parallel in hybrid microgrids has some benefits, like modularity, flexibility, and redundancy. However, the parallelization of the inverters leads to circulating currents that can cause system malfunctions. This work uses a method for suppressing low-frequency circulating currents in interlinking converters by controlling the zero-sequence component of the phase currents, showing that the control structure is valid for interlinking converters. The proposed control scheme has been applied to two parallel interlinking inverters of 5 kW and 2.5 kW, respectively. The interlinking inverters are connected to the grid, and they control the voltage in the DC bus of the hybrid microgrid. To validate the concept, simulation and experimental results are shown.
- PublicationCálculo de la etapa de potencia de un convertidor de continua a continua elevador (DC-DC BOOST) fotovoltaico de 3 kW(Universitat Politècnica de València, 2017-07-06) Torán Mort, Enric; Garcerá Sanfeliú, Gabriel; Departamento de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales[ES] Este trabajo tiene como objetivo principal el diseño de un circuito electrónico que permita elevar una tensión variable a otra de valor fijo. La fuente de tensión variable está constituida por un conjunto de paneles fotovoltaicos, por lo que en primer lugar se efectúa el dimensionado de los mismos. Se realiza después una simulación del circuito en PSIM y se calculan los componentes electrónicos de potencia necesarios. Se elabora un análisis del rendimiento que permite elegir entre un transistor MOSFET o un IGBT. A continuación se efectúa un estudio que permite escoger entre los distintos tipos de refrigeración que existen. Seguidamente se realiza una simulación a la que se añaden las inductancias y capacidades parásitas que existen en un circuito real. Es entonces cuando se detecta que la respuesta del sistema no es la deseada. Para corregir esto se añaden un par de redes de ayuda a la conmutación. Una vez comprobado el correcto funcionamiento del convertidor se realiza un estudio del sistema de control y del sistema de adquisición de datos. A continuación se escoge un circuito de disparo que cumpla con los requerimientos necesarios. Finalmente se realizan una serie de simulaciones en distintos puntos de operación que permiten comprobar el rendimiento del convertidor.
- PublicationSmall-Signal Model of the NPC + GCC Multilevel Transformerless Inverter in Single-Phase Photovoltaic Power Systems(MDPI AG, 2023-09) Patrao Herrero, Iván; Liberos Mascarell, María Antonia; González Medina, Raúl; Torán Mort, Enric; Figueres Amorós, Emilio; Garcerá Sanfeliú, Gabriel; Departamento de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeroespacial y Diseño Industrial; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales; AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION; European Regional Development Fund[EN] Photovoltaic transformerless inverters are very efficient and economical options for solar-power generation. The absence of the isolation transformer improves the converters' efficiency, but high-frequency voltage to ground can appear in the photovoltaic string poles. The high capacitance to ground of the photovoltaic generator leads to undesirable high-leakage currents. Using half-bridge topologies dramatically reduces the leakage to ground, and using a multilevel half-bridge inverters improves the output quality compared with classical inverters. The neutral point clamped + generation control circuit (NPC + GCC) topology is a multilevel single-phase transformerless inverter capable of tracking the maximum power point of two photovoltaic sources at the same time. This paper presents the control structure and the dynamic modeling of the NPC + GCC inverter. The pulse-width modulated (PWM) switch model in continuous conduction mode (CCM) was used to obtain the small-signal model of the two switching converters that make up the inverter. The resulting dynamic model was used to quantify the stability margins of both converters' current and voltage loops.
- PublicationPerformance Evaluation of the B4 Topology for Implementing Grid-Connected Inverters in Microgrids(MDPI AG, 2024-05) Torán Mort, Enric; Liberos Mascarell, María Antonia; Patrao Herrero, Iván; González Medina, Raúl; Garcerá Sanfeliú, Gabriel; Figueres Amorós, Emilio; Departamento de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeroespacial y Diseño Industrial; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales; AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION; Ministerio de Ciencia e Innovación[EN] The B4 topology is an interesting alternative to the conventional B6 inverter due to its reduced number of parts and lower cost. Although it has been widely used in the past, especially in low-power motor drive applications, its application as a grid-connected inverter is an open area of research. In this regard, this paper analyses the feasibility of the B4 inverter topology for grid-connected applications. A versatile 7 kW inverter prototype, which may be configured as B4 and B6, was built, allowing for a comprehensive evaluation of the performance of both topologies. Through an analytical study and experimental tests, the performance of the B4 and B6 topologies was comparatively evaluated in terms of efficiency, total harmonic distortion of line currents, current unbalance, cost, and mean time between failures. The study was carried out in the context of microgrid systems, highlighting their role in the integration of renewable energy and distributed generation.
- PublicationExperimental Study of the Parameter Mismatch Effects on the Low Frequency Circulating Currents of Parallel Three Phase Inverters(MDPI AG, 2023-06) Liberos Mascarell, María Antonia; González Medina, Raúl; Patrao Herrero, Iván; Torán Mort, Enric; Garcerá Sanfeliú, Gabriel; Figueres Amorós, Emilio; Departamento de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeroespacial y Diseño Industrial; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales; AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION; European Regional Development Fund[EN] When converters are connected in parallel, a system with some benefits, including modularity and redundancy, is obtained. However, in these circumstances, circulating currents can appear that produce some adverse effects. In this work, a study of the low-frequency circulating currents that appear in three-phase inverters connected in parallel is performed. The study is focused on the effects produced by the parameter mismatch, namely inductance mismatches, power imbalance, and the use of different pulse with modulation (PWM) techniques. The nature of the circulating current produced by each of these factors were analyzed separately. Both simulation and experimental results are shown, which were obtained using a three-phase 10-kW prototype composed of two 5-kW inverters connected in parallel.
- PublicationDiseño de un cargador on-board bidireccional de 22kw para vehículos eléctricos con capacidad de operación en modo vehicle-to-grid (V2G)(Universitat Politècnica de València, 2020-10-07) Torán Mort, Enric; Figueres Amorós, Emilio; Garcerá Sanfeliú, Gabriel; Departamento de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales[ES] El objetivo de este trabajo es el diseño de un cargador On-Board de 22kW para vehículo eléctrico. Éste será capaz de conectarse a una red eléctrica, ya sea trifásica o monofásica, y cargará la batería del vehículo al tiempo que se garantiza el aislamiento galvánico ente la red y dicho vehículo. La entrada del cargador será universal, es decir, de 180VRMS a 500VRMS en trifásica y de 85VRMS a 270VRMS en monofásica, siendo capaz de utilizar redes de 50Hz como de 60Hz. Además, este cargador será bidireccional, es decir, podrá tanto absorber energía de la red como inyectarla a la misma. Primero se realiza el diseño del convertidor DC/DC, en este caso un DAB, para después realizar el diseño del convertidor AC/DC, que es un inversor trifásico operando como rectificador. En ambos casos se han diseñado tanto los componentes necesarios como los sistemas de control. Los cálculos se han realizado principalmente con Matlab. A continuación se han realizado diversas simulaciones en distintos puntos de operación, utilizando para ello el software PSIM. Esto se ha hecho tanto operando los convertidores de forma independiente, como en cascada. Estas simulaciones han permitido estimar el rendimiento del conjunto así como comprobar que se satisfacen todas las especificaciones de diseño y verificar su correcto funcionamiento, tanto eléctrico como térmico.
- PublicationDISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN CONVERTIDOR REDUCTOR DE TENSIÓN (DC-DC BUCK) DE 300W Y BAJO COSTE CON SALIDA AJUSTABLE DE 1 A 30 V A PARTIR DE 48 Vdc(Universitat Politècnica de València, 2019-09-10) Torán Mort, Enric; Garcerá Sanfeliú, Gabriel; González Medina, Raúl; Departamento de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeroespacial y Diseño Industrial; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales[ES] El objetivo principal de este trabajo es el diseño y posterior implementación de un circuito electrónico de bajo coste que sea capaz de entregar una tensión variable, a partir de otra fija y de valor superior, con una potencia de 300W. La tensión de entrada será de 48V, la cual se puede obtener, entre otras formas, a partir de 4 baterías de 12 voltios en serie. Primero se realiza el cálculo de los condensadores de salida y del inductor de potencia. A continuación se diseña el sistema de control mediante Matlab. Una vez el control responde correctamente se continúa con el diseño del resto de componentes de potencia: transistor, diodo, redes de ayuda a la conmutación, driver de disparo y disipadores. Para comprobar el correcto funcionamiento, tanto eléctrico como térmico, se realizan diversas simulaciones en el software PSIM. Una vez conseguido todo esto, se continúa con el diseño de la parte de señal: reloj del sistema, implementación del control, sensor de tensión y sensor de corriente y circuitos de generación de todas las tensiones auxiliares necesarias. Concluido el diseño del convertidor se diseña la placa de circuito impreso y se envía para su fabricación. Por último, una vez ensamblado el convertidor, se realizan diversos ensayos en el laboratorio, comprobando así su correcto funcionamiento y que se satisfacen todas las especificaciones de diseño.
- PublicationDC-Bus Signaling control laws for the operation of DC-microgrids with renewable power sources(IEEE, 2023) Patrao Herrero, Iván; Torán Mort, Enric; González Medina, Raúl; Liberos Mascarell, María Antonia; Figueres Amorós, Emilio; Garcerá Sanfeliú, Gabriel; Departamento de Ingeniería Electrónica; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeroespacial y Diseño Industrial; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial; Grupo de Sistemas Electrónicos Industriales; Agencia Estatal de Investigación; European Regional Development Fund; Ministerio de Asuntos Económicos y Transformación Digital[EN] DC-Bus Signaling (DBS) is a proven method to coordinate different microgrid agents, using the DC voltage of the microgrid as a communication signal. The droop control applied in a DC microgrid achieves accurate power-sharing among converters while leading to a certain voltage regulation error in the microgrid bus. The behaviour of the different agents in a microgrid is managed by using the voltage at each node of the microgrid as the DBS signal. The technique proposed in this paper uses an improved DBS technique to coordinate interlinking converters, photovoltaic generators, Energy Storage Systems and loads in a microgrid. The operation of the renewable power sources of a microgrid at the full generated power is desired due to economic and environmental reasons. The DBS technique proposed in this paper is adapted to integrate renewable power sources in the microgrid. The DBS-controlled Energy Storage Systems (ESS) will store the surplus energy if the generated power exceeds consumption. In the case of fully charged ESS, the renewable generators will limit their output power to those demanded by the loads. The proposed control laws have been tested in an experimental microgrid.