Revista Técnica “energía”
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Registrador local de parámetros eléctricos para determinar el comportamiento de la demanda residencial en la ciudad de Cuenca
Get PDFThe aim of this research is to present an electronic instrument, developed locally, which allows to log electrical data and to model energy consumptions of homes in the city of Cuenca-Ecuador. This hands-on research is carried out in order to identify the energy behavior of the electrical demand and to corroborate that the refrigerator is the electric appliance with the most energy consumption inside the homes. By means of real-time measurements it is possible to get first-hand values of electrical parameters at the subscriber level, which has not yet been done in the residential sector of the country. For this reason, an electronic device is developed, which, through firmware programming, delivers RMS voltage, RMS current, power factor and the active power. The equipment records the parameters continuously in periods of one second. This device was developed with relatively low economic resources so it could be disseminated and used massively. The importance of having the electrical parameters in real time begins with the final elimination of consumption speculation based on estimations and paves the way to control the demand from the user side. Through modeling and analysis of the results and the energy consumption curves, energy consumption policies are also proposed within the residential sector, suggesting to change the behavior of the electric energy consumption. In the same way, based on the analysis of the results, it is possible to contribute with technical criteria of energy efficiency for an adequate dimensioning of electrical equipment that conform the distribution system in the residential sector of Cuenca.En esta investigación se presenta un instrumento electrónico, desarrollado localmente, para registrar datos de los parámetros eléctricos relacionados al consumo energético de las viviendas de la ciudad de Cuenca-Ecuador, con el fin de conocer el comportamiento de la demanda y corroborar que el equipo de mayor consumo dentro de los domicilios es la refrigeradora. Mediante las mediciones en tiempo real, se puede conocer valores de primera mano de los parámetros eléctricos a nivel de abonado, lo cual todavía no ha sido realizado en el sector residencial del país. Para ello, se desarrolla un equipo electrónico, que mediante un software de programación entrega los datos de tensión y corriente RMS, así como el factor de potencia y la potencia activa que contabiliza o registra el equipo continuamente en periodos de un segundo. Este aparato fue desarrollado con recursos económicos relativamente bajos por lo que podría ser difundido y usado masivamente. La importancia de tener los parámetros eléctricos en tiempo real, inicia con la eliminación definitiva de la especulación de consumos en base a estimaciones y allana el camino para controlar la demanda desde el usuario. Mediante el análisis de los resultados y las curvas de consumo energético, se proponen además criterios de consumo de electricidad dentro del sector residencial, propendiendo al cambio de comportamientos de dicho consumo. De la misma forma, con los análisis realizados es posible aportar con recomendaciones de eficiencia energética para un adecuado dimensionamiento de los equipos que componen el sistema de distribución en el sector residencial de Cuenca
Bases Conceptuales para la Utilización del Análisis de Contingencias en Tiempo Real con Criterios de Consciencia Situacional, Caso Centro de Control de CENACE-Ecuador
Get PDFThe safe operation of a large electrical power systems requires Operators to permanently recognize the state of their supervised network and make effective use of the available resources to face probable threats. Situational Awareness and Real Time Contingency Analysis properly customized can become powerful aids to anticipate and perform safely during incidental events of predictable consequences.
In this paper we propose a methodology to assure effective integration and use of both of these powerful resources in the control room.
A three tier methodology; Modeling - Tuning and Customization is conceptually proposed and described based on years of experience of the authors working with Security Applications in SCADA-GMS-EMS.La operación segura de sistemas eléctricos requiere que los Operadores, sobre los cuales recae esta gran responsabilidad, reconozcan de forma permanente el estado en que se encuentra la red supervisada y dispongan de los recursos para identificar amenazas probables, que le permitan anticipar y reaccionar de manera segura frente a eventos fortuitos de consecuencias predecibles, como ocurren cuando hay la salida de equipos durante la operación. En el ámbito de la Consciencia Situacional se dispone de una metodología que adecuadamente integrada con herramientas como el Análisis de Contingencias, posibilitan capacidades avanzadas de supervisión. Esto solo es posible, si se desarrollan a cabalidad tres fases de implementación, que se proponen conceptualmente en este trabajo como son; Modelación – Sintonización y Personalización. Siendo la Personalización la extensión metodológica clave para el logro de la integración planteada en este trabajo basado en años de experiencia de los autores en sistemas SCADA-GMS-EMS
Filtro Activo de Potencia para Instalaciones Bifásicas con Capacidad de Balance de Corrientes
Get PDFThe inclusion of high consumption electric loads such as induction stove and electric heaters has made it necessary to install a second phase in many homes. This brings with it the problem of unbalances in the currents of each phase. The present work proposes the use of two inverter topologies acting as active two-phases power filters. In addition to the reactive power compensation capability, these filters can balance active power in each phase for 120-phase and 180-degree twophases systems. La inclusión de cargas eléctricas de alto consumo como cocinas de inducción y calentadores eléctricos ha hecho necesaria la instalación de una segunda fase en muchos domicilios. Esto trae acarreado el problema de desbalances en las corrientes de cada fase. El presente trabajo propone el uso de dos topologías de inversores actuando como filtros activos de potencia bifásicos. Además de la capacidad de compensación de potencia reactiva estos filtros pueden balancear la potencia activa en cada fase para sistemas bifásicos con 120° y con 180° entre fases
Buenas Prácticas Socioambientales en el Manejo Ecológico del Embalse de la Central Hidroeléctrica Manduriacu
Get PDFThis work identified specifications and favorable environmental conditions for the washing of the bottom muds of the reservoir of the Manduriacu hydroelectric power station. The mitigation of the negative impact of the washing seeks to point to the responsibility with the environment, society, compliance with environmental regulations and obligations acquired in the Environmental Impact Study, Environmental Management Plan and Environmental License No. 012/12 issued 2012- 05-15. In the project, a pilot test was carried out to rescue fish from the reservoir; and the action plan itself was prepared for this event. The plan consisted of: analysis of the results of the pilot test; review of fish rescue site equipment; planning and internal and external communication; fishing methodology, transfer, maintenance and reintroduction of fish to the river. Este trabajo identificó especificaciones y condiciones ambientales favorables para el lavado de los lodos de fondo del embalse de la central hidroeléctrica Manduriacu. La mitigación del impacto negativo del lavado busca apuntar a la responsabilidad con el ambiente, la sociedad, cumplimiento con la normativa ambiental y obligaciones adquiridas en el Estudio de Impacto Ambiental, Plan de Manejo Ambiental y Licencia Ambiental No. 012/12 emitida 2012-05-15. En el proyecto se efectuó una prueba piloto del rescate de peces del embalse; y se elaboró el plan de acción propiamente dicho para este evento. El plan consistió en: análisis de los resultados de la prueba piloto; revisión del equipamiento del sitio de rescate de peces; planificación y comunicación interna y externa; metodología de pesca, traslado, mantenimiento y reintroducción de peces al río
Desarrollo de una Herramienta Software para la Detección y Ubicación de Fallas en un Sistema Eléctrico de Potencia usando el módulo DPL de DIgSILENT PowerFactory
No full textThe application of the phasor technology offers new possibilities for monitoring, protection, analysis and control of Electric Power Systems (EPS). In this project, an algorithm is implemented to localize a failure using phasor data, which improves traditional methods. The implemented algorithm distinguishes responses of several linearized models against measurements mode during the transient response after the failure. Based on this, a Maximum Likelihood A-posteriori (MAP) detector is implemented, which uses statistical inference from several hypotheses to determine the probability of a failure from the measurements. The algorithm is implemented in the DPL software module PowerFactory DIgSILENT. The different experiments prove that the developed software is able to distinguish the most likely scenario from a list of possible scenarios. This work uses simulated- scenarios and PMU’s measurements.La aplicación de la tecnología fasorial ofrece nuevas posibilidades para la supervisión, protección, análisis y control de Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP). En este proyecto se implementa un algoritmo para la localización de fallas usando datos fasoriales, el cual permitiría mejorar los métodos tradicionales. El algoritmo implementado distingue las respuestas de varios modelos linealizados frente a las mediciones fasoriales ante un transitorio en el SEP. En base a esto, un detector de Máxima Probabilidad A-posteriori (MAP) es implementado, el cual se basa en la inferencia estadística de varias hipótesis que determinan la probabilidad de ocurrencia de falla. El algoritmo se implementa en el módulo DPL del software PowerFactory de DIgSILENT y se realizan distintas pruebas que demuestran la capacidad de la herramienta de software de escoger la hipótesis más probable entre una lista de posibles hipótesis. El trabajo presentado es enteramente realizado en el campo de la simulación, y se emulan datos que se obtendrían de PMUs
Operación Óptima del Sistema Eléctrico Aislado de la Isla San Cristóbal, con Generación Renovable y Vehículos Eléctricos
Get PDFThis article proposes an algorithm for optimum operation of isolated electrical systems, which minimizes the costs of producing electricity in a mix of wind turbines and thermal generators. Intelligent recharging of electric vehicles and energy storage systems is included in the analysis. To model the randomness of wind generation and electricity demand, a scenario tree is generated by the Neural Gas method. The proposed methodology is applied to a case study on the island of San Cristóbal in the Galapagos Archipelago as a contribution that encourages to reduce the high dependence of fossil fuels for the production of electricity and for the transportation of goods and people and in the to reduce the economic and environmental problems of fuel transportation from the continent.Este artículo propone un algoritmo para operación óptima de sistemas eléctricos aislados, el cual minimiza los costos de producción de electricidad en un mix de aerogeneradores y generados térmicos. Se incluye en el análisis la recarga inteligente de vehículos eléctricos y de sistemas de almacenamiento de energía. Para modelar la aleatoriedad de la generación eólica y de la demanda de electricidad, es generado un árbol de escenarios por el método Neural Gas. La metodología propuesta es aplicada a un caso de estudio en la Isla San Cristóbal en el Archipiélago de Galápagos como una contribución que incentive a reducir la alta dependencia de combustibles fósiles para la producción de electricidad y para la transportación de bienes y personas, y en la búsqueda de reducir los problemas económicos y ambientales del transporte de combustibles desde el continente
Una Comparación de Rendimiento entre Dos Configuraciones de Biodigestores Anaerobios para la Producción de Biogás
Get PDFA comparison of performance was made for the two most common anaerobic biodigesters existing configuration to date, continuously stirred tank biodigester (CSTBR) and plug-flow biodigester (PFBR) to produce biogas and electricity by anaerobic digestion using as feedstock dairy manure feasible for application in rural areas of Latin America to generate renewable energy as electricity and liquid fertilizer, while reducing animal wastewater pollution, greenhouse gases, and odor. The two configuration CSTBR and PFBR systems were installed at bench scale by using dairy manure as feedstock. The results showed that under the same operation conditions HRT 1 day and OLR 19.4 g COD/L day the CSTBR produced more biogas (1.0 L/L d), methane (0.8 L/L d) than the PFBR corresponding values were biogas (0.8 L/L d), methane (0.6 L/L d), and removed more organic matter, 12% COD, 8.7% VS than did the PFBR, 11.5% COD, 8.1% VS. The performance resulted similar when the HRT was increased to 3 days and the OLR decreased to 9.8 g COD/L day. The microbial communities between the CSTBR and PFBR configurations were performed by using pyrosequencing molecular technique. The microbial communities are highly variable with the distribution and abundance of taxonomic groups differing between the samples taken from the two AD configuration systems, more richness of archaeal microbial diversity were present in the PFBR whereas higher bacterial microbial diversity were present in the CSTBR sample. It is recommended the application of CSTBR configuration for AD. However, the PFBR configuration can be improved by intermittent mixing application, that failure because of clogging of solids due to long HRT and SRT, particularly for small PFBR installed in developing countries.La comparación del rendimiento se hizo para las dos configuraciones de biodigestores comunes existentes a la fecha el tanque continuamente (CSTBR) y el de flujo a pistón (PFBR), para producir biogás y electricidad mediante digestión anaerobia utilizando como sustrato desechos industriales de granjas de leche para su aplicación en áreas rurales, de Latinoamérica y poder general energía renovable como la electricidad y fertilizante líquido, a la vez reducir la contaminación de las aguas residuales, gases de efecto invernadero, y el olor. Dos sistemas de configuración CSTBR y PFBR fueron instalados a escala de laboratorio utilizando como sustrato desechos de lechería. Los resultados muestran que bajo las mismas condiciones de operación HRT 1 día y OLR 19.4 g DQO/L día el CSTBR produce más biogás (1.0 L/L d), metano (0.8 L/L d) que el PFBR cuyos valores correspondientes fueron biogás (0.8 L/L d), metano (0.6 L/L d), y remoción de materia orgánica 12% COD, 8.7% VS que los obtenidos en el PFBR, 11.5% COD, 8.1% VS. El rendimiento fue el mismo cuando el HRT fue incrementado a 3 días y el OLR disminuido a 9.8 g DQO/L dia. La comunidad microbiana entre las configuraciones CSTBR and PFBR fueron realizadas usando la técnica de pirosecuenciación. Las comunidades microbianas son variables con una distribución y abundancia de grupos taxonómicos diferentes entre las muestras de los sistemas de configuraciones, una mayor riqueza de diversidad microbiana de archaeal se encontró en la muestra del PFBR mientras que una mayor diversidad de bacterias se encontró en la muestra del CSTBR. Se recomienda aplicar la configuración CSTBR para la DA. Sin embargo, la configuración PFBR puede ser mejorada aplicando agitación intermitente, que fallan debido a la colmatación de solidos debido a los altos valores de HRT y SRT, especialmente para biodigestores PFBR a pequeña escala instalados en países en desarrollo
Optimización de Centros de Almacenamiento de Jatropha Curcas en Manabí Ecuador
Get PDFThe present work aims to provide an optimization model as a selection criterion for the approval of future storage centers of Jatropha Curcas in rural areas of Manabí. Fieldwork was carried out to establish and characterize the local supply chain. The data was complemented with a Geographic Information System (GIS) to define the objective function that determines the benefit associated with the production of Jatropha oil. The supply chain was optimized maximizing the benefits; a sensitivity analysis was added to find a decision criterion that determines the acceptance of future storage centers. Empirically implemented storage centers in existence cannot be eliminated or displaced due to social and economic implications, for this reason this centers were established as a baseline for the mathematical modeling. The location of the storage centers and the amount of Jatropha collected are strategic variables that determine the decision criteria of each zone. The results show that when the collection values were more dispersed, the acceptance criteria to evaluate the future centers of storage were stricter. Additionally, it was identified that transportation cost of the Jatropha seed is linked to the main productive activity of the farmers, which is corn production.El presente trabajo tiene como objetivo proporcionar un modelo de optimización como criterio de selección para la aprobación de futuros centros de almacenamiento de Jatropha Curcas en áreas rurales de Manabí. Se llevó a cabo trabajo de campo para establecer y caracterizar la cadena de suministro local. Los datos se complementaron con un Sistema de Información Geográfica (SIG) para definir la función objetivo que determina el beneficio asociado a la producción de aceite de Jatropha. La cadena de suministro se optimizó maximizando los beneficios, se añadió un análisis de sensibilidad para encontrar un criterio de decisión que determine la aceptación de los futuros centros de almacenamiento. Existen centros de almacenamiento empíricamente implementados que, debido a los componentes sociales y económicos, no pueden ser eliminados o desplazados, bajo este contexto se estableció el punto de partida para la modelación matemática. La ubicación de los centros de almacenamiento y la cantidad de Jatropha recolectada son las variables estratégicas que determinan el criterio de decisión de cada zona, en cuanto más dispersos son los valores de recolección, más estrictos son los criterios de aceptación para evaluar los futuros centros de almacenamiento. Adicionalmente se identificó que el costo de transporte de la semilla de Jatropha se ve ligado a la principal actividad productiva de los agricultores, producción de maíz
Estudio por Microáreas de la Demanda Actual y Futura del Área de Cobertura de la Subestación 57 Pomasqui del Distrito Metropolitano de Quito
Get PDFThis work analyzes the current demand for the coverage area of Substation 57 Pomasqui owned by the Empresa Electrica Quito (EEQ) and it establishes the forecasted demand at 2018 by using a technique for microgrids. To do this, the study considers two major stages: 1) determination of the maximum demand at each microgrid, and 2) estimation of the land use based on the Plan de Uso y Ocupacion del Suelo (PUOS) promulgated by Plan Metropolitano de Ordenamiento Territorial (PMOT) of the city of Quito. The results obtained in these two stages are used, in conjunction with the logistic curve, to make the forecasting of the demand at 2018. That is, it is based on the fact that the growth of the electric demand follows the behavior of the logistic curve and it considers the results of the forecast of the demand. This establishes a procedure that allows to estimate the demand for the year 2018. Finally, with the results of the forecasted demand for 2018, power flow studies are performed using the CYMDIST software to estimate the future operating conditions. This helps detecting possible problems and discussing alternative solutions in the short and medium term distribution planning.El trabajo analiza la demanda actual de la zona de cobertura de la subestación 57 Pomasqui de propiedad de la Empresa Eléctrica Quito (EEQ), y establece la proyección de la demanda al año 2018 usando el método por microáreas. Para ello, el estudio considera dos grandes etapas: 1) determinación de la demanda máxima de cada microárea, y 2) estimación del área habilitada de construcción de cada zona, basándose en el Plan de Uso y Ocupación del Suelo (PUOS) promulgado en el Plan Metropolitano de Ordenamiento Territorial (PMOT) de la ciudad de Quito. Los resultados obtenidos en estas dos etapas se utilizan, en combinación con la curva logística, para realizar la proyección de la demanda al año 2018. Es decir, se basa en el hecho que el crecimiento de la demanda eléctrica sigue el comportamiento de la curva logística y considera los resultados de la proyección de la demanda. Esto establece un procedimiento que permite estimar la demanda para el año 2018. Finalmente, con los resultados de la demanda proyectada al año 2018, se realizan estudios de flujos de potencia usando el software CYMDIST con el fin de estimar las condiciones operativas futuras. Esto permite detectar posibles problemas y comentar alternativas de solución en la planificación de distribución a corto y mediano plazo
Estudio de Coordinación de Protecciones del Sistema de Subtransmisión de CNEL EP Unidad de Negocios Sucumbíos ante un Nuevo Punto de Conexión al Sistema Nacional Interconectado (SNI)
Get PDFCurrently, Ecuador is experiencing changes in the energy matrix, which involves big projects in electricity area mainly in generation, transmission, subtransmission and distribution, particularly the entry into operation of the Coca Codo Sinclair generation plant and the creation of new supply points to the distribution companies.
In this context, the Corporación Eléctrica del Ecuador CELEC EP has built the substation named Jivino of TRANSELECTRIC, which constitutes for the electricity distribution company CNEL EP Sucumbíos, a new point of connection to the National Interconnected System (SNI).
This work carries out a study of protective device coordination in the CNEL EP Sucumbíos subtransmission system, due to the operation of the mentioned new connection point to the SNI, in order to determine the appropriate protection system and settings for the distribution company CNEL EP Sucumbíos. An analysis of the behavior of the two teleprotection schemes, which are PUTT (Permissive Under-reach Transfer Trip) and POTT (Permissive Over-reach Transfer Trip), for the protection of distance and its operation to direct faults and high impedance faults. Finally, the coordination of protections is verified by establishing different types of short-circuits.En la actualidad Ecuador experimenta cambios en la matriz energética, lo cual ha involucrado la construcción de grandes proyectos dentro del sector eléctrico ya sea en generación, transmisión, subtransmisión y distribución, y en particular ha permitido la entrada en operación de la central de generación Coca Codo Sinclair y la creación de nuevos puntos de entrega a las empresas distribuidoras.
En este contexto, la Corporación Eléctrica del Ecuador CELEC EP ha construido la subestación Jivino de TRANSELECTRIC, la cual constituye para la empresa de distribución CNEL EP Unidad de Negocios Sucumbíos un nuevo punto de conexión al Sistema Nacional Interconectado (SNI).
Este trabajo realiza un estudio de coordinación de las protecciones del sistema de subtransmisión de CNEL EP Sucumbíos, debido al ingreso operación del mencionado nuevo punto de conexión al SNI. Esto con la finalidad de determinar los sistemas de protección y los ajustes más adecuados para dicha empresa de distribución. Además, se realiza un análisis del comportamiento de los dos esquemas de teleprotección PUTT (disparo transferido por subalcance permisivo) y POTT (disparo transferido por sobrealcance permisivo) para la protección de distancia y su funcionamiento ante fallas francas y fallas de alta impedancia. Finalmente se verifica la coordinación de protecciones estableciendo diferentes tipos de falla