Revista Técnica “energía”
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Aplicación del Proceso Unificado en la Implementación del Método de Diferencias Finitas en el Dominio del Tiempo en Lenguaje Python mediante Programación Orientada a Objetos
No full textThe possibility of using the Unified Process for the design of a software to implement the Finite Difference Time Domain method has been analyzed. Thus a software was built with Object Oriented properties by following the main phases of the Unified Process: inception, elaboration, construction and transition. The activities delegated to the objects were defined through the application of the General Responsibility Assignment Pattern criteria, i.e. information expert, creator, controller, low coupling and high cohesion. The main results of each step are shown in Unified Modeling Language notation. The final structure of the program including the modules, packages and architecture was implemented in Python 3.5. The most important classes that resulted from the last iteration of the application of the Unified Process are presented so that the design could be applied to any software language.En este artículo se analiza la posibilidad de la utilización del Procedimiento Unificado para el diseño de un programa computacional en la implementación del método de Diferencias Finitas en el Dominio del Tiempo. De esta manera, se ha desarrollado un programa con características de Programación Orientada a Objetos mediante el seguimiento de las etapas del Proceso Unificado: incepción, elaboración, construcción y transición. Las actividades delegadas a los objetos fueron definidas mediante la aplicación del criterio Patrones Generales de Asignación de Responsabilidades, es decir, experto en información, creador, controlador, bajo acoplamiento y alta cohesión. Los resultados principales para cada paso se muestran en Lenguaje de Modelamiento Unificado. La estructura final del programa, que incluye módulos, paquetes y arquitectura ha sido implementada en lenguaje Python 3.5. Se presentan las clases más importantes que resultaron de la última iteración del Proceso Unificado de tal manera que el diseño pueda ser aplicado a cualquier lenguaje de programación
Estimación del rendimiento de aerogeneradores de 2 MW en el Ecuador: Potencial Eolo-Eléctrico
Get PDFCurrently, the basic studies about convert energy from the wind resources allow developing and promoting wind farms including complex infrastructures, with the aim to generate electricity seeking to advance in country economies. These studies considerer a multiple factors that are influence by the wind behavior, such as the orography, roughness and wind profile. In this work is showed a new method to estimate the annual production of wind turbines in Ecuador called “Potencial Eolo-eléctrico”. This method includes the power selection of the wind turbine to be installed, wind speed data and the air density, where the last variable depends of atmospheric pressure and temperature [1]. For determining the “Potencial Eolo-electrico”, it has been considered a standard wind turbine of 2 (MW), with its power curve to 1.225 (kg/m3 ) of air density close fitting to a sigmoidal continuous function. Moreover, in this behavior is included a power curve approximation under low air densities, considering the Villonaco Wind Farm performance. As a result of this investigation was obtained atmospheric pressure maps and air density, additionally was estimated the average power values of the wind turbines, according to the annual mean wind speed to 80 meters high of the Wind Atlas of Ecuador (MEER 2013). Actualmente, los estudios sobre la energía que es aprovechada a partir del viento, han permitido impulsar proyectos de parques eólicos con infraestructuras complejas, con el fin de generar energía eléctrica en busca del desarrollo económico de los países. Estos estudios toman en cuenta diversos factores que influyen en el comportamiento del viento, como la orografía, rugosidad y perfil del viento. En este estudio se presenta un nuevo método para estimar la generación anual de aerogeneradores en el Ecuador, denominado “Potencial Eoloeléctrico”. El método incluye la selección de la potencia del aerogenerador a instalar, los datos de velocidad de viento y de la densidad del aire, la misma que depende de variables como la presión atmosférica y la temperatura [1]. Para la determinación del Potencial Eolo-eléctrico, se consideró un aerogenerador promedio de 2 (MW), con su curva de potencia a una densidad de aire de 1.225 (kg/m3 ) ajustada a una función continua sigmoidal. Además, en este comportamiento se incluye una aproximación de la curva de potencia para bajas densidades del aire, considerando el funcionamiento del Parque Eólico Villonaco. Como resultado se obtuvieron los mapas de presión atmosférica y densidad del aire; y se estimó la potencia media de los aerogeneradores en base a las velocidades del viento media anual a 80 metros de altura del Atlas Eólico del Ecuador (MEER 2013)
Optimización del Consumo Eléctrico de los Sistemas de Iluminación en Espacios Interiores de la Universidad Técnica de Ambato
Get PDFIn this article a study of optimization of the electrical consumption of the system of illumination in interior spaces of the room of investigation of the main building of the Faculty of Engineering in Systems, Electronics and Industrial of the Technical University of Ambato is presented. The study of optimization of electrical consumption is based on the comparative analysis of the design and simulation of two different lighting systems: the currently existing one, made up of fluorescent luminaires, and the one proposed to be installed, made up of LED luminaires. The design of the evaluated lighting systems must comply with the indoor lighting regulations UNE-EN 12464-1, guaranteeing the minimum levels of illuminance. For the design and simulation of the aforementioned lighting systems, the DIALux software was used, which allows to simulate the lighting systems and verify that the specifications and recommendations established in current regulations are met. Finally, is presented a comparative analysis of the electricity consumption and the economic cost of the lighting systems evaluated, scaled to the lighting system of the Faculty of Systems, Electronics and Industrial Engineering, FISEI, of the Technical University of Ambato, UTA.En este artículo se presenta un estudio de optimización del consumo eléctrico del sistema de iluminación en espacios interiores de la sala de investigación del edificio principal de la Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial de la Universidad Técnica de Ambato. El estudio de optimización del consumo eléctrico se basa en el análisis comparativo del diseño y simulación de dos diferentes sistemas de iluminación: el actualmente existente, conformado por luminarias fluorescentes, y el propuesto a instalar, conformado por luminarias LED. El diseño de los sistemas de iluminación evaluados debe cumplir la normativa de iluminación en espacios interiores UNE-EN 12464-1, garantizando los niveles mínimos de iluminancia. Para el diseño y simulación de los sistemas de iluminación, anteriormente mencionados, se empleó el software DIALux, que permite simular los sistemas de iluminación y verificar que se cumplan las especificaciones y recomendaciones, establecidos en la normativa vigente. Finalmente, se presenta un análisis comparativo del consumo eléctrico y del coste económico de los sistemas de iluminación evaluados, escalados al sistema de iluminación de la Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial, FISEI, de la Universidad Técnica de Ambato, UTA
Estimación de los Parámetros Eléctricos de un Generador Sincrónico basada en Mediciones de Laboratorio usando Métodos de Optimización No Lineal
Get PDFThis technical article implements a methodology for estimating synchronous generator electrical parameters based on laboratory measurements using nonlinear optimization methods towards improving the representation of synchronous machines for power system studies. The proposed work is achieved by using the IEEE Standard 115 to obtain the parameters of a synchronous generator at the Laboratory of Electric Machines of the National Polytechnic School. These obtained parameters will constitute the starting point for the parameter estimation tool to aid fine tune the response of the synchronous machine. Next, a disturbance is applied to the machine, to obtain an experimental response in the form of an oscillography. This disturbance is replicated on MATLAB-Simulink, to obtain the simulated response for the machine in the form of an oscillography as well. The final stage uses as a resource the MATLAB-Simulink parameter estimation tool to tune the electrical parameters of the synchronous machine model. By applying this methodology, it is shown that the simulated response of the synchronous machine is improved and resembles adequately to the measured values.Este artículo presenta los resultados de la implementación de una metodología para la estimación de los parámetros eléctricos de un generador sincrónico basada en mediciones de laboratorio y utilizando métodos de optimización no lineal, con la finalidad de mejorar la representación de la máquina sincrónica que podría ser utilizada en estudios de sistemas eléctricos de potencia. Para ello se realizaron pruebas bajo la Norma IEEE 115 en el Laboratorio de Máquinas Eléctricas de la Escuela Politécnica Nacional. Estos parámetros obtenidos constituyen el punto de partida para la herramienta de estimación de parámetros que ayudará a sintonizar la respuesta de la máquina. Luego, se aplica una perturbación eléctrica a la máquina para obtener una respuesta experimental en forma de oscilograma. La perturbación se replica en MATLAB-Simulink para obtener la respuesta simulada de la máquina en la forma de un oscilograma. La etapa final utiliza como recurso la herramienta de identificación de parámetros de MATLAB-Simulink para sintonizar los parámetros eléctricos al modelo de la máquina sincrónica. Con la aplicación de esta metodología se encuentra que la respuesta simulada del generador sincrónico mejora y reproduce adecuadamente los valores medidos
Sintonización de los Estabilizadores de Sistemas de Potencia del Sistema Nacional Interconectado Ecuatoriano – Aplicación y Comparación de Métodos Heurísticos en Ambiente Multimáquina
No full textThe Ecuadorian National Interconnected System has experienced in recent years a vertiginous development, incorporating new generation plants, so that maintain a stable operation through adequate analysis and control techniques becomes a necessity for the institutions in charge of the system operation. The implementation of power system stabilizers (PSS) has proved to be an effective method to contribute to improve stability, requiring that its parameters be correctly calibrated according to the needs and environment of the power system. In the present work, the heuristic methods of MeanVariance Mapping Optimization (MVMO) and Particle Swarm Optimization (PSO) are tested in the multi-machine PSSs tuning of the National Interconnected System (SNI) of Ecuador, projected to the year 2018, aiming at increasing the damping of their oscillation modes.
The two methods are compared according to the results obtained in the improvement of the smallsignal stability of SNI.El Sistema Nacional Interconectado ecuatoriano ha experimentado en los últimos años un desarrollo vertiginoso, incorporando nuevas centrales de generación, por lo que, mantener una operación estable a través de adecuadas técnicas de análisis y control se convierte en una necesidad para las instituciones encargadas de su operación. La implementación de estabilizadores de sistemas de potencia (PSS) ha mostrado ser un método efectivo y capaz de contribuir a mejorar la estabilidad, requiriéndose que sus parámetros se encuentren correctamente calibrados de conformidad con las necesidades y entorno del sistema de potencia. En el presente trabajo se ponen a prueba los métodos heurísticos de Mapeo de Media-Varianza (MVMO) y enjambre de partículas (PSO) en la sintonización multimáquina de los PSS del Sistema Nacional Interconectado (SNI) del Ecuador, proyectado al año 2018, teniendo como objetivo el incremento del amortiguamiento de sus modos de oscilación.
Los dos métodos son comparados en función de los resultados obtenidos en el mejoramiento de la estabilidad de pequeña señal del SN
Evaluación de Estabilidad Transitoria de Sistemas de Potencia utilizando el concepto de Centro de Inercia
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This work presents an analysis of the power system transient stability assessment using the concept of Center of Inertia COI as reference. First, a synchronous machine model for transient stability studies has been presented. This model uses the dq0 reference frame based on Park transform. Afterwards, the importance of choosing a specific angle reference for defining any Park-based model is analyzed. This aspect has several important consequences that motivate the selection of a general time-variable angle reference known as Center of Inertia COI. With the purpose of generalizing the benefits of using COI for transient stability assessment, formal mathematical demonstrations are developed. In addition, simulation results of several study cases analyzed at two test power systems are presented. By this way, it is verified that COI gives a general reference frame properly designed for assessment of power system transient stability.Este trabajo presenta un análisis de la evaluación de la estabilidad transitoria utilizando como referencia el Centro de Inercia COI del sistema de potencia. En primer lugar, se presenta un modelo de máquina síncrona utilizado en estudios de estabilidad transitoria, cuyo modelo se basa en un marco de referencia dq0 utilizando la transformada de Park. Posteriormente, se analiza la importancia de la elección de un ángulo de referencia como un paso indispensable para definir cualquier modelo basado en la transformada de Park. Esto tiene algunas consecuencias importantes, que motivarán la elección de un ángulo de referencia general variable en el tiempo conocido como el Centro de Inercia COI. Con el propósito de generalizar los beneficios del uso del COI para realizar análisis de estabilidad transitoria, se desarrollan demostraciones matemáticas formales y se presentan resultados de simulaciones de varios casos de estudio realizados en dos sistemas de prueba. De esta forma, se verifica que el uso del COI brinda el marco referencial apropiado para analizar estabilidad transitoria en sistemas eléctricos de potencia
Plataforma Cloud de Monitoreo del Funcionamiento de una Electrolinera Solar Fotovoltaica
Get PDFThe Ecuadorian government is interested in promoting the integration of renewable energies in the transport sector with special attention to the Galapagos Islands. In this context, this paper describes the design and implementation of a computer cloud platform loud of monitoring of the behavior of a charging station for electric vehicles, powered from an isolated photovoltaic solar system currently operating at the Huachi campus of the Technical University of Ambato. In the present study a brief description of the design, dimensioning, installation and commissioning of photovoltaic solar charging station for electric vehicle installed at the city of Ambato is presented. Remote monitoring of the integrated electric station into a cloud platform ensures optimal track the performance of solar installations in different geographical areas of the country. In this sense the photovoltaic solar charging station for electric vehicles represents a replicable and scalable prototype in isolated areas, is special in the Galapagos Islands. The remote monitoring cloud platform allows analyzing the behavior of the different elements of the solar installation: panels, regulators, batteries and inverters. The presentation of the acquired data visually allows the load recorder of the installation the correct behavior of the electric station and be alert to unexpected failures, guaranteeing the normal operation of the electric station.El Estado ecuatoriano está interesado en promover la integración de energías renovables en el sector transporte, con especial atención a las islas Galápagos. En este contexto, el presente artículo describe el diseño e implementación de una plataforma informática cloud de monitoreo del comportamiento de una estación de recarga de vehículos eléctricos, alimentada desde un sistema solar fotovoltaico aislado, actualmente en funcionamiento en el campus Huachi de la Universidad Técnica de Ambato. En el presente estudio se realiza una breve descripción del diseño, dimensionado, instalación y puesta en marcha de la electrolinera solar fotovoltaica instalada en la ciudad de Ambato. El monitoreo remoto de la electrolinera está integrado en una plataforma cloud que garantiza realizar el seguimiento del óptimo funcionamiento de instalaciones solares en diferentes zonas geográficas del país. En este sentido, la electrolinera solar fotovoltaica representa un prototipo replicable y escalable en zonas aisladas, en especial en las islas Galápagos. La plataforma cloud de monitoreo remoto permite analizar el comportamiento de los diferentes elementos de la instalación solar: paneles, reguladores, baterías e inversores. La presentación de los datos adquiridos de forma visual permitirá al personal a cargo de la instalación registrar el correcto comportamiento de la electrolinera y estar alerta ante fallos inesperados, garantizando el normal funcionamiento de la electrolinera
Análisis de la Implementación de una Estrategia de Reducción del Consumo Energético en el Sector Residencial del Ecuador: Evaluación del Impacto en la Matriz Energética
Get PDFIn this article an evaluation of the impact on the energy matrix of the implementation of a strategy to optimize energy consumption in the residential sector of Ecuador was made. The proposal for the optimization of residential energy consumption considers the electrification of cooking and water heating systems in homes, by means of high efficiency systems replacing LPG cylinders. Likewise, the reduction of energy consumption in homes is evaluated due to the integration of bioclimatic criteria in the construction of houses and buildings, as well as the replacement of inefficient electric refrigeration and lighting equipment with the help of the Simulation and Analysis software. the Energy Matrix, SAME. In the LPG replacement scenario, which implies the consumption of electricity for the home that requires the construction of new power plants to cover the expected increase in demand. The implementation of energy efficiency strategies, efficient generation of refrigeration and lighting, as well as the integration of solar thermal systems, would allow the construction of new hydroelectric plants, avoiding the importation of electricity from neighboring countries and the environmental impact of hydroelectric dams.En el presente artículo se realiza una evaluación del impacto en la matriz energética de la implementación de una estrategia de Reducción del consumo energético en el sector residencial del Ecuador. La propuesta de Reducción del consumo energético residencial considera la electrificación de los sistemas de cocción y calentamiento de agua en las viviendas, por medio de sistemas de alta eficiencia en sustitución de los cilindros de GLP. Asimismo, se evalúa la reducción del consumo energético en las viviendas debido a la integración de criterios bioclimáticos en la construcción de viviendas y edificios, así como, a la sustitución de equipos eléctricos ineficientes de refrigeración e iluminación con ayuda del software de Simulación y Análisis de la Matriz Energética, SAME. En el escenario de sustitución del GLP revela que implicaría un incremento del consumo eléctrico doméstico lo que exigiría la construcción de nuevas centrales eléctricas para cubrir el incremento de demanda esperada. La implementación de estrategias de eficiencia energética, basada en la integración de equipos eficientes de refrigeración e iluminación, así como la integración de sistemas solares térmicos, permitiría reducir sustancialmente la construcción de nuevas centrales hidroeléctricas, evitando la importación de electricidad de países vecinos y el impacto medioambiental de las represas hidroeléctricas
Estudios Eléctricos de la Interconexión Temporal del Sistema Eléctrico Interconectado Petrolero Extendido (SEIP-E) de Petroamazonas EP al Sistema Nacional Interconectado (S.N.I.)
Get PDFArticle 48 (Chapter No III) of “Reglamento para el Libre Acceso a los Sistemas de Transmisión y Distribución” published by ARCONEL (Agencia de Regulación y Control de Electricidad), promotes the free access of third agents to existing or remaining transmission and distribution capacity. In this context, the Oil Industry Petroamazonas EP planed the expansion project and the interconnection of its Electrical Power System (SEIP-E) to Ecuadorian Transmission System (SNT) at 69 kV in the First Stage.
The principal results of electrical studies of the interconnection between SNT and SEIP-E are presented in this document. Moreover, electrical studies in steady state and transient state are also included. In addition, this document presents the temporary interconnection proposal, which allows the interchange of Power/Energy between the SNT and SEIP-E.El Artículo 48, CAPÍTULO III del “Reglamento para el Libre Acceso a los Sistemas de Transmisión y Distribución” de la Agencia de Regulación y Control de Electricidad (ARCONEL) promueve el libre acceso de terceros agentes a la capacidad de transporte existente o remanente de los sistemas de transmisión y distribución. En este marco, la empresa hidrocarburífera Petroamazonas EP planifica el proyecto de expansión y la conexión de su Sistema Eléctrico Petrolero – Extendido (SEIP-E) al Sistema Nacional de Transmisión (SNT) a nivel de 69 kV – Fase 0. En el presente documento se resumen los principales resultados de los estudios eléctricos en estado estable y dinámico de la interconexión. Además, se presenta la propuesta de interconexión temporal que permitirá el intercambio de potencia/ energía desde el SNT al SEIP-E
Evaluación de la Distorsión Armónica debida a la Operación del Compensador Estático de Potencia Reactiva en la Subestación Chorrillos
Get PDFThe Ecuadorian expansion planning program encompasses the new 500 kV transmission system development. A Static Var Compensator (SVC) has been installed at 230 kV level of Chorrillos substation as a fundamental facility of this system. This equipment allows dynamic voltage control at Chorrillos 230 kV busbar using thyristors for current modulation. However, switching operation of these semiconductor devices produces current and voltage waveform distortions.
This research shows the modeling of this SVC, for harmonic assessment in the Ecuadorian transmission system, using the power system simulation software PowerFactory, and determines the effect of the harmonic content on the National Transmission System (SNT) caused by the operation of the equipment under different scenarios.
The results of harmonic level assessment caused by this equipment added to actual harmonic content in the SNT allows to determine if voltage and current harmonic levels are within the limits established in CONELEC 003/08 standard.
Finally, K-Factor and Factor K, needed to quantify harmonic effect due to SVC operation, are analyzed for relevant power transformers.La subestación Chorrillos 500/230 kV, la cual forma parte del plan de expansión del nuevo sistema de 500 kV del Ecuador, incorpora en una de sus bahías un Compensador Estático de Potencia Reactiva (SVC por sus siglas en inglés). Este equipo permite un control de voltaje en la barra de 230 kV de esta subestación a través del uso de tiristores para el control de corriente. Sin embargo, la maniobra de estos dispositivos semiconductores produce distorsiones en la forma de onda de corriente y voltaje.
Por lo antes mencionado, el presente trabajo muestra la modelación del SVC en el programa computacional PowerFactory, y determina, para diferentes escenarios de operación, el efecto del contenido armónico sobre el Sistema Nacional de Transmisión (SNT).
El resultado del efecto armónico provocado por este equipo sumado al contenido armónico preexistente en el SNT permite determinar si los armónicos de voltaje y corriente se encuentran dentro de los límites establecidos en la regulación CONELEC 003/08.
Adicionalmente se analiza el K-Factor y Factor K en los transformadores del SNT, considerando el efecto armónico producido por la operación del SV