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.

Se estudia la integración de energías renovables en el sistema eléctrico, en el contexto de redes dominadas por convertidores, cuya creciente presencia plantea nuevos retos para el sistema eléctrico. Esta línea de investigación aborda los desafíos asociados a la baja inercia y la necesidad de garantizar una operación robusta y estable del sistema. El análisis se centra en el comportamiento de tecnologías clave ante condiciones complejas, con el fin de mejorar la capacidad de respuesta y garantizar un funcionamiento fiable, lo cual se aborda mediante distintas estrategias tecnológicas, como los sistemas FACTS (Flexible Alternating Current Transmission Systems) y las redes de corriente continua en alta, media y baja tensión (HVDC, MVDC y LVDC).

- Línea 2. Integración de Recursos Distribuidos y Planificación de Redes Inteligentes.

Esta línea aborda el desarrollo de nuevas arquitecturas eléctricas distribuidas, estrategias avanzadas de control y planificación energética, integrando tecnologías renovables, sistemas de almacenamiento, movilidad eléctrica y vectores energéticos como el hidrógeno. El objetivo general es aumentar la eficiencia, flexibilidad y resiliencia de las redes eléctricas, tanto en operación en tiempo real como en su planificación a medio y largo plazo.

- Línea 3. Protección de Sistemas Eléctricos.

Esta línea de investigación se centra en el desarrollo de métodos avanzados de diagnóstico, monitorización y protección para sistemas eléctricos, con el objetivo de mejorar su fiabilidad. Se abordan dos enfoques: el estudio de elementos específicos controlados por electrónica de potencia, como accionamientos, almacenamiento y convertidores modulares, mediante técnicas validadas por simulación y experimentación en entornos aislados y la evaluación de estas soluciones integradas en redes eléctricas junto con otras aplicaciones. También se analiza el impacto de la alta penetración de recursos distribuidos basados en convertidores (generación, almacenamiento, FACTS, gestión de la demanda) sobre los sistemas de protección. Finalmente, se aborda la protección de redes de corriente continua, clave para la integración masiva de energías renovables, proponiendo soluciones específicas como algoritmos y dispositivos de interrupción aplicables a distintos niveles de tensión (HVDC, MVDC, LVDC).

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:

• Desarrollo de modelos genéricos de sistemas de generación renovable basados en inversor considerando diferentes estrategias de control. 

• Modelado de propuestas operativas para centrales virtuales que permitan coordinar de forma eficiente recursos energéticos distribuidos en la provisión de servicios complementarios al sistema eléctrico.

• Análisis del comportamiento de convertidores avanzados tipo grid-forming frente a la variabilidad de las energías renovables.

• Desarrollo y aplicación de nuevos modelos de dispositivos FACTS para facilitar la integración de energías renovables en redes de distribución.
  Modelización de sistemas de corriente continua para transporte y distribución (HVDC, MVDC y LVDC). Desarrollo de modelos de pequeña señal y técnicas de análisis para estudiar la interacción entre las redes DC y las redes AC

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

• Desarrollo de modelos y topologías de interconexión para microrredes híbridas que integren generación renovable, sistemas de almacenamiento, pilas de combustible y/o electrolizadores. 

• Diseño y validación de estrategias de operación que maximicen la eficiencia global de una microrred.

• Evaluación del papel de los sistemas de hidrógeno como elementos de flexibilidad en la operación de redes eléctricas. 

• Desarrollo de algoritmos y modelos para la integración eficiente de vehículos eléctricos en redes eléctricas inteligentes, incluyendo estrategias de recarga inteligente y bidireccional (V2G, V2H, V2B). 

• Propuesta de metodología de recarga óptima para vehículos eléctricos orientada a dar soporte a red y maximizar la vida útil de las baterías. 

• Desarrollo de metodologías de planificación energética de redes eléctricas en escenarios con alta penetración de recursos distribuidos, almacenamiento y movilidad eléctrica. 

• Análisis del impacto de la digitalización, sensorización avanzada y algoritmos de inteligencia artificial en la operación y planificación de redes inteligentes. 

Se trata de la línea de investigación más longeva del grupo, en la cual varios integrantes tienen una amplia trayectoria y experiencia, a la que se incorporan 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:

• Ampliación del laboratorio de simulación de sistemas eléctricos en tiempo real mediante la puesta en marcha de una microrred LVDC.
• Desarrollo de nuevos métodos de diagnóstico y monitorización de faltas eléctricas y/o mecánicas en sistemas que contengan electrónica de potencia para llevar a cabo sus procesos.
• Desarrollo de nuevas estrategias de diagnóstico y protección de redes inteligentes con alta penetración de electrónica de potencia. 
• Análisis y validación de la coordinación de protecciones para diferentes topologías de microrredes. Coordinación de métodos de diagnóstico con el objetivo de lograr una selectividad adecuada. 
• Desarrollo de algoritmos de detección y localización de faltas para redes DC, incluyendo distintos niveles de tensión: HVDC, MVDC, LVDC.