Revista Técnica “energía”
Not a member yet
479 research outputs found
Sort by
Modelo de Correlación Desgaste - Cantidad de Sedimentos para la Programación de Mantenimiento Preventivo de una central Hidroeléctrica
Get PDFThe present research is carried out for the improvement of the availability of a hydroelectric power plant through a wear-sediment quantity correlation model for the scheduling of its preventive maintenance, the data is based on the measurement of blade thicknesses, as well as visual inspection to identify discontinuities in the water equipment, once the data has been collected, data analysis techniques can be used to evaluate the condition of the Francis turbine and determine the need for preventive maintenance under working condition. The data analysis detailed is the least squares method where the independent variables considered are power and suspended particles with their nephelometric unit of measurement of turbidity in parts per million (PPM). By means of the aforementioned analysis, it is possible to complete the results with the projection of the wear to years after the data obtained from the inspection point, and it also allows taking preventive measures before a failure occurs, which helps to reduce downtime and maintenance costs. Thus, the hydroelectric power plant under study has an annual average availability of 97.21 %, reduced by the suspension of power generation due to reservoir flushing and scheduled maintenance shutdowns. While the annual average reliability is 99.89 %, it is reduced by unscheduled failures. The result of the correlation statistical model determined the preventive maintenance for improvement conditions of 98 % of the availability in the hydroelectric power plant and is reflected in the reduction of days of no electricity generation.La presente investigación se realiza para la mejora de la disponibilidad de una Central Hidroeléctrica a través de un modelo de correlación desgaste-cantidad de sedimentos para la programación de su mantenimiento preventivo, los datos se basan en la medición de espesores de los alabes, así como la inspección visual para identificar discontinuadas en los equipos hídricos, una vez que se han recopilado los datos, se pueden utilizar técnicas de análisis de datos para evaluar el estado de la turbina Francis y determinar la necesidad de mantenimiento preventivo bajo condición de trabajo. El análisis de datos que se detalla es el método de mínimos cuadrados donde las variables independientes que se consideran son potencia y partículas de suspensión con su unidad de medida nefelométricas de turbidez en partes por millón (PPM). Mediante el análisis mencionado se logra culminar los resultados con la proyección del desgaste a años posteriores a los datos obtenidos del punto de inspección, además que permite tomar medidas preventivas antes de que se produzca una falla, lo que ayuda a reducir el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento. Es así como la Central Hidroeléctrica en estudio tiene un promedio anual del 97.21 % de disponibilidad, se reduce por la suspensión de la generación eléctrica, debido al lavado del embalse y las paradas por mantenimiento programado. Mientras que, la confiabilidad promedio anual es el 99.89 %, se reduce por fallas no programadas. El resultado del modelo estadístico de correlación determino el mantenimiento preventivo por condiciones de mejora del 98 % de la disponibilidad en la Central Hidroeléctrica y se refleja en la disminución de días de no generación eléctrica
Análisis del Impacto de la Penetración de Energías Renovables no Gestionables en la seguridad operativa de los Sistemas Eléctricos de Potencia
Get PDFThis study analyzes the impact of integrating non-dispatchable renewable energy generators into the National Interconnected System (SNI), focusing on the Yanahurcu wind project, which aims to add 52.8 MW of renewable generation to the system. To achieve this, a systematic methodology is proposed, consisting of three sequential and complementary types of analysis. First, a probabilistic power flow analysis is applied to assess the project\u27s ability to contribute energy to the system under various operating conditions. Then, its impact on dynamic security is evaluated through time-domain simulations, considering its reactive power contribution during grid faults. Additionally, a generation adequacy assessment is performed, including key indicators such as the Loss of Load Probability (LOLP) and Expected Energy Not Supplied (EENS), which are essential to determine the system’s capacity to meet demand given the integration of non-dispatchable generation blocks. DIgSILENT PowerFactory is used for the electrical studies, allowing the integration of data and modeling of probability density functions. The results enable a proper evaluation of the project\u27s operational security and confirm the effectiveness of the proposed methodology, which could be applied in Ecuador to assess the impact of future renewable energy projects.Este trabajo analiza el impacto de la integración de generadores basados en energías renovables no gestionables en el Sistema Nacional Interconectado (SNI), con un enfoque en el proyecto eólico Yanahurcu, que propone añadir 52,8 MW de generación renovable al sistema. Para ello, se plantea una metodología sistematizada que realiza tres tipos de análisis de forma secuencial y complementaria. En primer lugar, se aplica un análisis probabilístico de flujos de potencia para evaluar la capacidad del proyecto de aportar energía al sistema bajo diversas condiciones operativas. Luego, se estudia su impacto en la seguridad dinámica mediante simulaciones en el dominio del tiempo, considerando su aporte de potencia reactiva ante fallas en la red. Además, se realiza una evaluación de confiabilidad (generation adequacy), que incluye indicadores como la probabilidad de pérdida de carga y la energía no suministrada, fundamentales para determinar la capacidad del sistema de cubrir la demanda ante la incorporación de bloques de generación no gestionable. Para los análisis eléctricos se utiliza DIgSILENT PowerFactory, lo cual permite integrar datos y modelar funciones de densidad de probabilidad. Los resultados obtenidos permiten una valoración adecuada de la seguridad operativa del proyecto, y comprueban la efectividad de la metodología propuesta, la cual podría implementarse en futuros proyectos en Ecuador para evaluar el impacto de futuros proyectos renovables
Sintonización de los Parámetros de un D-Statcom para la Estabilidad de Voltaje con Presencia de Generación Distribuida
Get PDFThis present research proposes to design a synchronous static controller in order to improve voltage profiles to ensure an efficient electrical grid, caused by the increase or decrease with distributed generation presence causing very fast changes of voltages and injecting transients in the wave that is supplied to the electric network. This study is developed in conjunction with PowerFactory-DigSILENT (DSL), Python and using the heuristic optimization algorithm of mean variance mapping (MVMO), for optimization in the 13-bar IEEE standard system of an unbalanced distribution system, in which the voltage quality indicator of nodes away from the system is determined, allowing the critical node to be determined, It is also possible to incorporate FACTS devices (flexible AC transmission systems), such as the (Distribution Static Compensator) DSTATCOM to improve dynamic voltage stability in micro-grids with high penetration of dynamic loads into the node. This paper describes the correction technique of the distributed supply voltage drop system and also describes the performance comparison with DSTATCOM using control strategies and transformation models, to know how the device is successfully applied to the power system to regulate the voltage of the system effectivelyLa presente investigación propone diseñar un controlador estático síncrono con el fin de mejorar los perfiles de voltaje para asegurar una red eléctrica eficiente, debido al aumento o disminución con presencia de generación distribuida provocando cambios muy rápidos de voltajes e inyectando transitorios en la onda que se suministra a la red eléctrica. Este estudio se desarrolla en conjunto con PowerFactory-DigSILENT (DSL), Python y utilizando el algoritmo de optimización heurística de mapeo de media varianza (MVMO), para la optimización en el sistema estándar IEEE de 13 barras de un sistema de distribución desbalanceado, en el que se determina el indicador de calidad de voltaje de los nodos alejados del sistema, permitiendo determinar el nodo crítico, También es posible incorporar dispositivos FACTS (sistemas flexibles de transmisión de CA), como él (Compensador Estático de Distribución) DSTATCOM para mejorar la estabilidad de la tensión dinámica en microrredes con alta penetración de cargas dinámicas en el nodo. En este trabajo se describe la técnica de corrección del sistema de caída de tensión de suministro distribuido y también se describe la comparación de rendimiento con DSTATCOM utilizando estrategias de control y modelos de transformación, para conocer cómo se aplica con éxito el dispositivo al sistema de potencia para regular la tensión del sistema de manera efectiva.
 
Regeneración de Componentes Deteriorados de Motores de Combustión Interna Utilizados en Centrales Térmicas
Get PDFThe generation of electric power through internal combustion engines plays an important role in the world economy. Exhaust cases and valves are critical engine components and are subjected to high pressures and temperatures. The additive remanufacturing technology of mechanical components that have reached the end of their useful life due to wear, through the L-DED laser directed energy deposition method, proves to be an effective method to obtain spare parts with similar or even superior characteristics to a new part, extending the product life cycle in the circular economy. The process consists of obtaining 3D models through reverse engineering, additive remanufacturing by L-DED and final machining. It was determined through the study that this methodology can be successfully applied to the exhaust boxes and valves of internal combustion engines for electric generation. The results obtained have shown that this remanufacturing method is an effective solution for the recovery of exhaust boxes and valves that have completed their useful life and can be applied to other engine elements, reducing the cost of the spare part compared to a new one and bringing with it important environmental benefits. In reference to the remanufacturing time, it has been determined that the application of the L-DED process in the exhaust boxes and valves is 3943 and 3677 s respectively. In addition to this time, the time used in the initial preparation and final machining must be added; however, the time is substantially less than the manufacturing of a new spare part, which brings with it an increase in the availability of these spare parts to perform scheduled maintenance in the engines for power generation, contributing to improve the efficiency of the national electric system.La generación de energía eléctrica a través de motores de combustión interna juega un rol importante en la economía mundial. Las cajas y válvulas de escape son componentes críticos del motor y están sometidos a altas presiones y temperaturas. La tecnología de remanufactura aditiva de componentes mecánicos que han finalizado su vida útil debido al desgaste, a través del método de deposición de energía dirigida por láser L-DED, resulta ser un método eficaz para conseguir repuestos con características similares e incluso superiores a un repuesto nuevo extendiendo el ciclo de vida del producto en la economía circular. El proceso consiste en la obtención de los modelos 3D a través de ingeniería inversa, remanufactura aditiva por L-DED y mecanizado final. Se determinó a través del estudio que esta metodología se puede aplicar con éxito en las cajas y válvulas de escape de los motores de combustión interna para generación eléctrica. Los resultados obtenidos han demostrado que este método de remanufactura es una solución eficaz para la recuperación de cajas y válvulas de escape que han finalizado su vida útil y puede ser aplicado a otros elementos de los motores reduciendo el costo del repuesto en comparación con un nuevo y trayendo consigo beneficios ambientales importantes. En referencia al tiempo de remanufactura se ha determinado que la aplicación del proceso L-DED en las cajas y válvulas de escape son de 3943 y 3677 s respectivamente, adicional a este tiempo se debe sumar el tiempo empleado en la preparación inicial y maquinado final, sin embargo, el tiempo es sustancialmente inferior a la fabricación de un repuesto nuevo lo que trae consigo un incremento de la disponibilidad de estos repuestos para realizar los mantenimientos programados en los motores para generación de energía contribuyendo en mejorar la eficiencia del sistema eléctrico nacional
Análisis y Caracterización de la Calidad de Energía utilizando Minería de Datos
Get PDFThis work addresses the issue of power quality in electrical distribution networks, focusing on the identification and evaluation of harmonic distortions, which can affect equipment performance and regulatory compliance. To achieve this, a methodology was implemented that combines univariate analysis to verify compliance with the IEEE 519-2022 standard and the ARCONEL 009/2024 regulation, along with data mining techniques such as Principal Component Analysis (PCA) and the K-Means clustering algorithm, which classify harmonics based on their behavior within the electrical system. The methodology was validated through the analysis of historical harmonic data from a cement industry whose distribution network operates at 22 kV. The results made it possible to identify critical periods in which harmonic levels exceeded regulatory limits, mainly due to the operation of variable frequency drives, inverters, and rectifiers used in industrial processes such as raw material extraction, grinding, preheating, kiln operation, bagging, and dispatch. The developed model proved effective in processing large volumes of data, identifying the main sources of harmonic distortion, and segmenting behavior by time and day, thus facilitating the implementation of mitigation strategies and its adaptation to various industrial environments.El presente trabajo aborda la problemática de la calidad de energía en redes de distribución eléctrica, enfocándose en la identificación y evaluación de distorsiones armónicas, las cuales pueden afectar el funcionamiento de equipos y el cumplimiento normativo. Para ello, se implementó una metodología que combina el análisis univariante a fin de verificar el cumplimiento con las normas IEEE 519-2022 y ARCONEL 009/2024, junto con técnicas de minería de datos como el Análisis de Componentes Principales (PCA) y el algoritmo de clústeres K-Means, que permiten clasificar los armónicos según su comportamiento en el sistema eléctrico. La metodología fue validada a través del análisis del histórico de armónicos de una industria cementera, cuya red de distribución opera a 22 kV. Los resultados permitieron identificar periodos críticos en los que se superan los límites normativos, principalmente por el funcionamiento de variadores de frecuencia, inversores y rectificadores asociados a procesos industriales como extracción de materia prima, molienda, precalentamiento, calcinación, ensacado y despacho. El modelo desarrollado demostró ser eficaz para procesar grandes volúmenes de datos, detectar las principales fuentes de distorsión armónica y segmentar el comportamiento por horario y día, lo que facilita la implementación de estrategias de mitigación y su adaptación a diferentes entornos industriales
Optimización de la Captación Solar mediante un Seguidor de Doble Eje Basado en Algoritmo Astronómico en una Estación Fotovoltaica de Pequeña Escala
Get PDFThis paper presents the design, implementation, and evaluation of a dual-axis solar tracking system based on an intermediate-resolution astronomical algorithm. The system was installed on the rooftop of Block B at the Technical University of Cotopaxi and consists exclusively of photovoltaic modules, with no inverters or loads, allowing safe measurement of short-circuit current (Isc) as an indicator of energy capture. Two calibrated photovoltaic reference cells were used to record the incident irradiance on both a mobile and a fixed array (inclined at 15° north). The astronomical algorithm calculates solar elevation and azimuth angles in real time, triggering actuator movement when angular deviation exceeds ±1°. Results show a 19.85% average increase in irradiance captured by the mobile system compared to the fixed system. Additionally, the correlation between inclination angle and irradiance is analyzed, and the solar path model is validated. This research constitutes the first phase of a broader project that will integrate hybrid control strategies and economic analysis in future stages.Este trabajo presenta el diseño, implementación y evaluación de un sistema de seguimiento solar de doble eje basado en un algoritmo astronómico de resolución intermedia. El sistema fue instalado en la terraza del Bloque B de la Universidad Técnica de Cotopaxi, y se conforma exclusivamente por módulos fotovoltaicos, sin inversores ni cargas, permitiendo así la medición segura de la corriente de cortocircuito (Isc) como variable de análisis. Se emplearon dos celdas fotovoltaicas calibradas para registrar la irradiancia incidente en un sistema móvil y otro fijo (inclinado a 15° hacia el norte). El algoritmo astronómico calcula en tiempo real los ángulos de elevación y acimut, activando el movimiento cuando la diferencia angular supera ±1°. Los resultados indican un incremento promedio del 19.85 % en la irradiancia captada por el sistema móvil respecto al fijo. Se incluye además un análisis de correlación entre el ángulo de inclinación y la irradiancia, así como validación de la trayectoria solar calculada. Esta investigación representa la primera fase de un proyecto que integrará control híbrido y análisis económico en etapas futuras
Análisis de una Planta Piloto Geotérmica con Ciclo Binario de Media Entalpia, Ubinas, Moquegua.
Get PDFIn a social scenario of energy deficit, the need emerge to propose alternatives for generating clean, sustainable and environmentally friendly energy. Whitin this framework, the study proposed the analysis of a 10MW geothermal power plant using a Medium-Enthalpy Binary Cycle, in Ubinas, Moquegua. Three fluids were used: n-pentane, isopentane and isobutane. It corresponds to applied, non-experimental research. In the data collection process, values of pressure, temperature, and heat conversion rate were collected; as well as estimates of the proposed design considering calculated and observed powers. It was found that it was not possible to reach a power of 10 MW, though it is possible to size geothermal plants with the three fluids considered, of lower power, but with differences between them in favor of isobutane, which reached values of 8,566 MW as calculated power. and 7,281 MW as real power. In conclusion, with none of the fluids the required power of 10 MW could be reached, although lower powers were achieved, useful for partial needs of the surrounding population.En un escenario social de déficit energético, se plantea la necesidad de proponer alternativas de generación de energía limpia, sostenible y amigable con el ambiente. En ese marco, el estudio se planteó el efectuar el análisis de una central geotérmica de 10MW de potencia usando un Ciclo Binario de Media Entalpia, en Ubinas, Moquegua. Se utilizaron tres fluidos: n-pentano, isopentano e isobutano. Corresponde a una investigación aplicada, de tipo no experimental. En el proceso de recolección de datos, se recogieron valores sobre presión, temperatura, y tasa de conversión de calor; así como estimaciones del diseño propuesto considerando potencias calculada y observada. Se encontró que no fue posible alcanzar una potencia de 10 MW, aunque sí es posible dimensionar centrales geotérmicas con los tres fluidos considerados, de menor potencia, pero con diferencias entre estos en favor del isobutano, que alcanzó valores de 8,566 MW como potencia calculada, y 7,281 MW como potencia real. En conclusión, con ninguno de los fluidos se pudo alcanzar la potencia requerida de 10 MW, aunque se alcanzaron potencias menores, útiles para necesidades parciales de la población aledaña
Estrategia Adaptativa para el Alivio de Carga en Sistemas Eléctricos de Potencia Basada en Regresión Lineal
Get PDFThe balance between generation and demand is essential for frequency stability in electrical power systems. However, the increasing penetration of intermittent renewables has reduced the inertia of the system, exposing limitations in traditional frequency control schemes. To meet this challenge, an adaptive load relief scheme, based on the rate of change of frequency (ROCOF) and equivalent inertia, optimized by linear regression to enhance the system\u27s response to contingencies, is suggested. The proposal is validated in the IEEE system of 39 bars, assessing N-1 contingencies and different levels of inertia. This research work demonstrates that the proposed scheme allows a more efficient frequency recovery with less load disconnection, surpassing conventional methods. In addition, the adaptive approach strengthens the resilience of the system, making it more flexible without compromising operational stability. This study highlights the need for smart, data-driven solutions to strengthen the stability of electricity systems, ensuring a safer and more sustainable supply in the context of adaptive electricity systems.El equilibrio entre generación y demanda es esencial para la estabilidad de frecuencia en sistemas eléctricos de potencia. Sin embargo, la creciente penetración de energías renovables intermitentes ha reducido la inercia del sistema, exponiendo limitaciones en los esquemas tradicionales de control de frecuencia. Para afrontar este desafío, se sugiere un esquema de alivio de carga adaptativo, basado en la tasa de cambio de frecuencia (ROCOF) y la inercia equivalente, optimizado mediante regresión lineal para poder potenciar la respuesta del sistema ante contingencias. La propuesta se valida en el sistema IEEE de 39 barras, valorando contingencias N-1 y distintos niveles de inercia. Este trabajo de investigación demuestra que el esquema propuesto permite una recuperación más eficiente de la frecuencia con una menor desconexión de carga, superando los métodos convencionales. Además, el enfoque adaptativo fortalece la resiliencia del sistema, haciéndolo más flexibles sin comprometer la estabilidad operativa. Este estudio resalta la necesidad de soluciones inteligentes y basadas en datos para reforzar la estabilidad de los sistemas eléctricos, garantizando un suministro más seguro y sostenible en el contexto de los sistemas eléctricos adaptativos
Análisis de Estabilidad Transitoria Utilizando el Concepto de Inercia y Minería de Datos
Get PDFThis work proposes a methodology to evaluate transient stability in power systems through time series clustering using the Dynamic Time Warping (DTW) metric. A script developed in Python integrates with DIgSILENT PowerFactory, allowing the extraction of rotor angles from each generator and referencing them to the Center of Inertia (COI). To obtain rotor angles, the study performs simulations on the New England 39-bus, 10-generator system in DIgSILENT PowerFactory, applying the unwrapping technique to correct discontinuities. Then, the methodology applies the K-means algorithm based on DTW to segment the generating units according to their transient response, identifying critical generators. However, DIgSILENT PowerFactory only provides plots of rotor angles referenced to a specific generating unit, which limits stability assessment. To overcome this restriction, this study implements the results directly into DIgSILENT PowerFactory, enabling the visualization of Python -processed graphs within the software environment. This integration enhances decision-making efficiency in power system operation and planningEste trabajo propone una metodología para evaluar la estabilidad transitoria en sistemas eléctricos de potencia mediante el algoritmo clustering de series temporales (TimeSeriesKMeans) utilizando la métrica Dynamic Time Warping (DTW). Se desarrolla un código mediante el lenguaje de programación Python integrado con DIgSILENT Power Factory, el cual permite extraer los ángulos del rotor de cada uno de los generadores y referenciarlos al centro de Inercia (COI, Center Of Inertia). Para extraer los ángulos del rotor se realizan simulaciones en el sistema de New England de 39 barras y 10 generadores en DIgSILENT PowerFactory y se aplica la técnica de “unwrapping” para corregir discontinuidades. Posteriormente, se emplea el algoritmo TimeSeriesKMeans basado en DTW para segmentar las unidades de generación según su respuesta transitoria, permitiendo identificar generadores críticos. Sin embargo, DIgSILENT Power Factory solo permite graficar los ángulos referidos a una unidad de generación, lo que representa una limitación en la interpretación de estabilidad. Para abordar esta limitación, se implementan los resultados de este trabajo directamente en DIgSILENT Power Factory, cuyas gráficas de resultados se procesan en Python y desplegadas en el entorno de DIgSILENT Power Factory, lo que contribuye a la toma de decisiones más eficientes en la operación y planificación del Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP
Diseño de Sistema para la Generación de Mantenimiento Predictivo Basado en IoT e Inteligencia Artificial para Talleres de Mecánica Exprés
Get PDFThe purpose of this paper is to present a modular system that acquires data from various machines used in an express mechanical workshop. These data are classified and processed using artificial intelligence and IoT (internet of things), enabling the creation of predictive maintenance plans and operational schemes. This approach helps reduce operational costs, maintenance expenses, and energy consumption throughout the processEl propósito de este documento es dar a conocer un sistema modular que adquiere datos de las diferentes máquinas empleadas en un taller de mecánica exprés los cuales son clasificados y procesados utilizando inteligencia artificial e IoT (internet de las cosas), esto facilita y permite generar planes de mantenimiento predictivo al igual que esquemas operativos que permitirán disminuir el costo operacional, costos de mantenimiento y consumo energético en todo este proceso