Revista Técnica “energía”
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Despacho Económico del Sistema Híbrido de las Islas Santa Cruz y Baltra Incorporando la Aleatoriedad de Potencia de los Sistemas Eólico y Solar Fotovoltaico
Get PDFIn the present work a model is developed for the realization of the Economic Dispatch in the short term (24 hours of a typical day) of the Baltra and Santa Cruz Island Hybrid System (thermal, wind and solar photovoltaic generation) located in Galápagos.
Due to the randomness that the wind and solar resource presents (random variables), in order to introduce the Power of these renewable systems within the problem of the Economic Dispatch, a treatment is made to the random variables, using Montecarlo Simulations Techniques, for which, there is a three years of historical data base.
For the Economic Dispatch is considered that the renewable sources deliver all the power determined in the treatment, but as it isn’t enough to supply the load of hybrid system, the missing power is complemented by thermal generation. In the current work the storage systems or battery bank is not modeled.
To perform Economic Dispatch of the thermal generation, the optimal power flows are used, that look for minimizing the generation operating costs, using the interior point method.En este trabajo se desarrolla un modelo para la realización del Despacho Económico a corto plazo (24 horas de un día típico) del Sistema Híbrido de las Islas Santa Cruz y Baltra (generación térmica, eólica y solar fotovoltaica) ubicada en Galápagos.
Debido a la aleatoriedad que presenta el recurso eólico y solar (variables aleatorias), para poder introducir la Potencia de estos sistemas renovables dentro del problema del Despacho Económico, se realiza un tratamiento a las variables aleatorias, utilizando las Técnicas de Simulaciones de Montecarlo, para lo cual, se cuenta con una base de datos históricos de tres años. Para el Despacho Económico se considera que las fuentes renovables entregan toda la potencia determinada en el tratamiento, pero como no es suficiente para abastecer la carga del sistema híbrido, la potencia faltante se la complementa con generación térmica. En el presente trabajo no se considera la modelación de sistemas de almacenamiento o banco de baterías.
Para realizar el Despacho Económico de la generación térmica, se utilizan los flujos óptimos de potencia, que buscan minimizar los costos operativos de generación, utilizando el método del punto interio
Diseño e Implementación de una Plataforma CloudIoT de Control Inteligente de un Sistema de Iluminación Interior con Suministro en LVDC.
Get PDFIn this article we design and implement an intelligent control of LED lighting with the integration of natural lighting in a classroom of the Faculty of Systems, Electronics and Industrial Engineering. The study of the optimization of the energy consumption of luminaries in interior spaces in educational institutions is analyzed in this article. The need to reduce the energy consumption of lighting systems in interior spaces of the Technical University of Ambato is important to reduce the economic costs that are generated by its use. In addition, reduce environmental pollution using new forms of lighting based on LED technology and ensure the visual comfort of the occupants according to the lighting parameters established in the lighting standard UNE-EN 12464-1.En este artículo se describe el diseño e implementación de una plataforma CloudIoT de gestión y control inteligente de un sistema de iluminación interior con suministro eléctrico en LVDC, orientado a espacios interiores de la Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial, FISEI. El objetivo de la implementación del control inteligente del sistema de iluminación es maximizar el aprovechamiento de luz natural y realizar el apagado/encendido automatizado del sistema de iluminación al detectar la ausencia de ocupantes en el espacio interior, y por tanto, proporcionar una significativa reducción del consumo eléctrico en el sistema de iluminación de la FISEI. La reducción del consumo energético de los sistemas de iluminación en espacios interiores de la Universidad Técnica de Ambato permite disminuir significativamente el coste económico de la factura eléctrica en iluminación de la FISEI. Además, el uso de sistemas de iluminación con tecnología LED permiten garantizar el confort visual de los ocupantes según los parámetros de iluminación según la normativa de iluminación UNE-EN 12464-1
Diseño e Implementación de un Sistema de Gestión de Energía Enfocado en el Control de Equipos y Luminarias
Get PDFThis document presents a research of electrical management systems for controlling appliances and attenuating lighting in smart buildings. For the control of household appliances were used measurement equipment called mPower. For the control of lighting system will be based on a RASPERRY PI data acquisition card which manage and reduce energy consumption. With these data a behavior of energy consumption is modeled, thus being able to minimize the energy using Pareto algorithm for the optimization. Finally, the consumption energy of lights and appliances has been reduced through the algorithm designed.En la presente investigación se desarrolla un sistema de gestión de energía eléctrica para controlar aparatos y atenuar la iluminación en edificios inteligentes. Para el control de electrodomésticos se utilizaron equipos de medición denominados mPower. Para el control del sistema de iluminación se basará en una tarjeta de adquisición de datos RASPERRY PI que gestiona y reduce el consumo de energía. Con estos datos se modela un comportamiento del consumo de energía, pudiendo así minimizar la energía utilizando el algoritmo de Pareto para la optimización. Finalmente, el consumo de energía de luces y electrodomésticos se redujo a través del algoritmo diseñado
Análisis Comparativo entre el Aceite Mineral y el Aceite Vegetal Utilizados como Dieléctricos y Refrigerantes para Transformadores de Potencia
Get PDFThe objective of this investigation is to evaluate the properties of vegetable oil and mineral oil used as dielectrics and refrigerants in power transformers, equipment that is used on the oil fields exploitation. Based on the ASTM D1524 standard, a visual test was carried out with five samples of each oil, obtaining average values of 1,15 and 0,6 for vegetable oil and mineral oil, respectively. The obtained results showed that vegetable oil keeps its properties for a long time, which extends the equipment\u27s useful life. For the dielectric strength test, according to the ASTM D1816 test, five measurements were taken for the vegetable oil, obtaining as average values 32,9, 29,6, 31,1, 30,7, 32,6; meanwhile, for the mineral oil, the average results of the five measurements were 31,2, 28,5, 29,6, 28,9, 30. It demonstrated that the vegetable oil is better due to it has higher dielectric strength. El objetivo de la presente investigación es evaluar las propiedades del aceite vegetal y aceite mineral utilizados como dieléctricos y refrigerantes en transformadores de potencia, equipos que son usados en la explotación de los campos petroleros, utilizando.
En base a la norma ASTM D1524, se realizó una prueba visual con cinco muestras de cada uno de los aceites, obteniendo valores promedio de 1,15 y 0,6 para el aceite mineral y aceite vegetal, respectivamente.
Los resultados obtenidos mostraron que el aceite vegetal mantiene sus propiedades durante un tiempo prolongado, lo que ayuda a la vida útil del equipo.
Para la prueba de rigidez dieléctrica según la prueba ASTM D1816, para el aceite vegetal se realizan cinco mediciones obteniendo como valores promedio 32,9, 29,6, 31,1, 30,7, 32,6; mientras que para el aceite mineral los resultados promedio de las cinco mediciones fueron de 31,2, 28,5, 29,6, 28,9, 30.
Así se demostró que el aceite vegetal es mejor al poseer mayor rigidez dieléctrica
Caracterización Térmica y Mecánica de la Madera de Roble
Get PDFThe purpose of this research is to improve building living conditions and energy consumption, promoting new regulations and policies that promote construction, guaranteeing thermal comfort and mechanical design in buildings. For this, the thermal and mechanical tests of the oak, from the Costa region (Manabí and El Oro) and Sierra (Loja), from Ecuador, were evaluated. In this study, characterization was carried out using thermal conductivity, moisture content tests, and tensile, flexural, parallel and perpendicular compression tests, applying International and National standards. The results of the thermal test of the samples of the oak hardwood show that in 88.9 % of specimens the thermal conductivity has to be between the range of 0.16 and 0,19 (W/m K). These values correspond to the ASTM-C177 standard. En esta investigación tiene por objeto mejorar las condiciones de habitabilidad y consumo de energía en edificaciones. Promoviendo nuevos reglamentos y políticas que impulsen la construcción garantizando confort térmico y el diseño mecánico en el sector de la construcción. Para ello, se evaluaron los ensayos térmicos y mecánicos del roble, de la región Costa (Manabí y El Oro) y Sierra (Loja) de Ecuador. En este estudio se realizó la caracterización térmica mediante conductividad térmica, contenido de humedad y caracterización mecánica, mediante ensayos de resistencia a la tracción, a la flexión, a la compresión paralela y perpendicular a la fibra de la madera, aplicando normas Internacionales y Nacionales. Los resultados del ensayo térmico de las probetas de la madera dura roble muestran que en el 88.9 % probetas la conductividad térmica se encuentra en el rango de 0,16 y 0,19 (W/m K). Estos valores se corresponden con la norma ASTM-C177
Evaluación Probabilística y Gestión del Riesgo de la Cargabilidad de la Red por la Puesta en Servicio del Metro de Quito considerando el Movimiento Estocástico de los Trenes Eléctricos
Get PDFThis paper presents a methodological proposal to assess the effects of the Quito City Subway’s mobile loads (electric trains) over the Empresa Eléctrica Quito’s electric grid. This proposal, based on Monte Carlo simulation, allows generating random operation scenarios for mass electric transportation systems considering movement, energy consumption, and operating conditions for electric trains. This method gauges probabilistic power flows using probability density functions (PDFs). In the same way, it computes risk indexes to measure the minimum or maximum expected values of loadability characterizing factors, such as equipment loading, voltage profiles, among others taking into account a defined degree of confidence.El presente artículo propone una metodología para evaluar el impacto de las cargas móviles (trenes eléctricos) del sistema eléctrico del Metro de Quito en la red de la Empresa Eléctrica Quito. Esta metodología, basada en simulación de Montecarlo, permite la generación aleatoria de escenarios de operación de transporte masivo considerando: el desplazamiento, consumo de energía y condiciones de operación de los trenes eléctricos. La propuesta metodológica permite la evaluación probabilística de flujos de potencia mediante funciones de densidad de probabilidad (PDF por sus siglas en inglés); y adicionalmente, propone el cálculo de índices de riesgo para medir, dado un grado de confianza, los mínimos o máximos valores esperados de nivel de carga, voltaje, entre otros factores que caracterizan el nivel de cargabilidad de una red
Análisis de la Evolución de las Generaciones de Reactores de Fisión Nuclear
Get PDFNowadays, there is a debate about how reliable nuclear power is in terms of safety. Some countries are banning its proliferation while others support the construction of new nuclear power plants. There are multiple risks of its implementation not only for the environment but also for public health. In this paper it is analyzed the evolution of nuclear fission reactors safety features through generations for security improvements. It is included information about how nuclear power plants guaranty safeness and what the real risks are when producing nuclear power. Moreover, some accidents in the past are described as well as radioactive waste management. Finally, some standards and attributes for energy production are also presented. The aim of this analysis is to provide different perspectives from technical to social implications of nuclear power to offer a clear understanding of nuclear waste hazards. The focus is not only on the role of international regulations but also on past accidents that have led to develop nuclear fission reactor generations. In this work, it is explained the importance of supporting nuclear power nonproliferation until real solutions are found for nuclear radioactivity threat.Hoy en día, existe un debate sobre qué tan confiable es la energía nuclear en términos de seguridad. Algunos países están prohibiendo su proliferación, mientras que otros apoyan la construcción de nuevas centrales nucleares. Existen múltiples riesgos de su implementación no solo para el medio ambiente sino también para la salud pública. En este artículo se analiza la evolución de las características de seguridad de los reactores de fisión nuclear a través de generaciones para mejorar la confiabilidad. Se incluye información sobre cómo las plantas de energía nuclear garantizan la seguridad y cuáles son los riesgos reales al producir energía nuclear. Además, se describen algunos accidentes en el pasado, así como la gestión de residuos radiactivos. Finalmente, también se presentan algunos estándares y atributos para la producción de energía. El objetivo de este análisis es proporcionar diferentes perspectivas de las implicaciones técnicas de la energía nuclear para ofrecer una comprensión clara de los peligros de los desechos nucleares. La atención se centra no solo en el papel de las regulaciones internacionales, sino también en los accidentes pasados que han llevado al desarrollo de generaciones de reactores de fisión nuclear. En este trabajo, se explica la importancia de apoyar la no proliferación de la energía nuclear hasta que se encuentren soluciones reales para la amenaza de la radioactividad nuclear
Diseño e Implementación de una (PMU) de baja potencia para Sistemas Trifásicos de Distribución bajo la norma IEEE C37.118.1
Get PDFPhasor Measurement Units (PMU) are widely used in the real-time monitoring of electrical power systems. This work presents the design and construction of a low—cost prototype of PMU. This system allows to estimate phasors, frequency, rate of change of frequency and symmetric components with the time label corresponding to each value estimated in a three-phase network of low power using the IEEE standard C37.118.1. All these parameters are synchronized using the signals from a Global Positioning System GPS asa time reference.
The system uses as a base a development platform controlled by a Digital Signal Processor (DSP) and the estimation of the synchrophasors is done using the Discrete Fourier Transform (DFT).
Initially, a phasor estimation method is presented, after the implemented hardware and software is described, then the results obtained from the measurements are presented in order to verify the correct functioning of the equipment. Finally, operation tests are performed to validate the prototype according to the IEEE C37.118.1 standard. Las Unidades de Medición Sincrofasorial (PMU) son ampliamente usadas en la supervisión en tiempo real de los sistemas eléctricos de potencia. En este trabajo se presenta el diseño e implementación de una PMU prototipo de bajo costo que permite estimar fasores, frecuencia, tasa de cambio de frecuencia y componentes simétricas con la etiqueta de tiempo correspondiente a cada valor estimado en una red trifásica de baja potencia utilizando el estándar IEEE C37.118.1. Cada uno de estos parámetros se sincronizan usando como referencia de tiempo las señales provenientes de un Sistema de Posicionamiento Global (GPS). El sistema utiliza como base una plataforma de desarrollo controlada por un Procesador Digital de Señales (DSP) y la estimación de los sincrofasores se realiza usando la Transformada Discreta de Fourier (DFT).
Inicialmente se presenta un método de estimación fasorial, luego se describe el hardware y software implementado, después se presentan los resultados obtenidos de las mediciones efectuadas para verificar el correcto funcionamiento del equipo. Finalmente se efectúan pruebas convencionales para validar las mediciones que realiza la PMU para el uso clase P y pruebas que permiten verificar los parámetros de operación de acuerdo con la norma IEEE C37.118.1
Mitigación de la Recuperación Retardada de Tensión Inducida por Falla mediante Desconexión de Carga basada en el Comportamiento Dinámico de la Carga
Get PDFThe dynamic load, especially induction motors (IM), represents the driving force for fault-induced delayed voltage recovery (FIDVR) phenomenon [1]. This paper proposes a methodology to identify the induction motors responsible of FIDVR phenomenon in order to guide the load shedding schemeparameterization (load sheddinglocation) and mitigate this phenomenon in a more effective way. The methodology uses voltage magnitude values from PMU devices to detect the phenomenon and the IM rotation speed to identify the motors responsible for FIDVR. The proposed methodology is applied on the IEEE New England 39-bus test system, in which the load shedding scheme based on IMs behavior is compared with a conventional UVLS scheme. The results show that the load shedding scheme based on IMs behavior is more effective since it sheds less load amount and at the same time it achieves compliance with post-fault transient voltage recovery criterio. La carga dinámica, especialmente los motores de inducción (MI), representa la fuerza motriz responsable del fenómeno de recuperación retardada de tensión inducida por falla (FIDVR) [1]. En este trabajo se propone una metodología para identificar los motores de inducción causantes del fenómeno FIDVR que oriente en la parametrización de un esquema de desconexión de carga (ubicación de carga a desconectar) con el fin de mitigar de una forma más efectiva este fenómeno. La metodología utiliza los valores de magnitud de tensión obtenidos con dispositivos PMU para detectar al fenómeno y la velocidad de rotación de los MI para identificar los motores causantes del FIDVR. Se aplica la metodología propuesta en el sistema de prueba New England de 39 barras en donde se compara el esquema de desconexión de carga basado en el comportamiento de los MI con un esquema convencional UVLS. Los resultados muestran que el esquema de desconexión de carga propuesto es más efectivo ya que desconecta menor cantidad de carga y a la vez logra cumplir criterios de recuperación de tensión transitoria post falla
Determinación del factor de potencia mediante el uso de SBC en clientes
Get PDFThe delivery of a quality electric service is the main objective of the energy distribution companies. There are problems of affection in the distribution of energy and one of them are the negative effects caused by the harmonics present in the linear and non-linear loads used by residential and industrial customers sectors, directly affecting the power factor negatively. In this work we measure the power factor produced by typical loads used in residential areas by means of an intelligent based on the use of SBC (Single Board Computer), such as the Raspberry Pi and the Arduino. In addition, the effects produced by the power factor are evaluated to then determine its influence on the voltage distortion in a distribution system.El entregar un servicio eléctrico de calidad es el principal objetivo de las empresas distribuidoras de energía. Existen problemas de afección en la distribución de energía y uno de ellos son los efectos negativos causados por los armónicos presentes en las cargas lineales y no lineales utilizadas por clientes residenciales e industriales, afectándose directamente en forma negativa el factor de potencia. En este trabajo se mide el factor de potencia producido por cargas típicas que se encuentran en áreas residenciales por medio de un medidor inteligente basado el uso de SBC (Single Board Computer), como son la Raspberry Pi y el Arduino. Además, se evalúan los efectos producidos por este factor de potencia para luego determinar su influencia en la distorsión de voltaje en un sistema de distribución