Revista Técnica “energía”
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Detección y Clasificación de Fallas en Líneas de Transmisión Utilizando Transformada Wavelet y Máquinas de Soporte Vectorial
Get PDFThis paper proposes a method using Discrete Wavelet Transform and Support Vector Machines (SVM) to detect and classify faults along a transmission line. Discrete Wavelet Transform is used to detect the high frequency components contained in a fault signal spectrum. Different faults (short circuits) on different positions of a transmission line are simulated using a link between MATLAB and ATP/EMTP programs. The algorithm implemented in MATLAB is tested in various case studies based on the largest transmission line of the IEEE 9 bus system.Este documento propone un método utilizando transformada Wavelet discreta (DWT) y Máquinas de Soporte Vectorial (SVM) para detectar y clasificar fallas a lo largo de una línea de transmisión. La transformada Wavelet discreta es utilizada para detectar componentes de alta frecuencia contenidas en el espectro de una señal con falla. Diferentes fallas (cortocircuitos) son simulados en diferentes posiciones a lo largo de una línea de transmisión, para ello se utiliza un enlace entre los programas MATLAB y ATP/EMTP. El algoritmo implementado en MATLAB es probado en varios casos de estudio a lo largo de la línea de transmisión más larga del sistema de 9 barras de la IEEE
Impacto de las Redes Inteligentes en la Confiabilidad de los Sistemas de Distribución
Get PDFSmart Grid conception spreads the idea about an efficient, safe and flexible electric system capable of monitoring the health of the grid, take fast actions to recovery it after a contingence and to integrate Distributed Generation near to the delivery points of energy. These characteristics aim to improve the performance of the network, to reduce the outages and the service restore time, and to give the opportunity to the customers to manage their own use of the energy.
Efficiency, reliability, cost reduction and the decrease of the CO2 emissions are the promises of the Smart Grids, in this context, this investigation aim to study the impact of different smart grid technologies in the reliability of the distributions systems.
Solutions like manual and automatic loops, distributed generation, automatic control systems, fault locators and automatic restore of the service are applied to a test radial distribution system, RBTS bus 2, with the purpose of compared their effect in the reliability indices of the system. Based on the series principle to calculate the reliability of radial systems, a software developed in Matlab is used to compare two base cases and eight test cases that apply smart techniques.
The results of the reliability case studies show that employing a convenient set of the smart grid technologies in radial power distribution system can practically diminish all the reliability indices. Furthermore, it is possible to reduce the range of variation of the reliability indices among different customers connected to the same feeder.La concepción de Redes Inteligentes extiende la idea de un sistema eléctrico eficiente, seguro y flexible, capaz de monitorear la salud de la red, tomar acciones rápidas de recuperación después de una contingencia e integrar Generación Distribuida cerca de los puntos de entrega de energía. Esto conduce a una mejora del desempeño de la red, la reducción de las interrupciones y el tiempo de restauración del servicio, y dan la oportunidad a los clientes de gestionar su uso de la energía.
Eficiencia, confiabilidad, reducción de costos y reducción de las emisiones de CO2 son las promesas de las Redes inteligentes. En este contexto, esta investigación tiene por objetivo estudiar el impacto de diferentes tecnologías de redes inteligentes a la confiabilidad de los sistemas de distribución.
Soluciones como lazos manuales y automáticos, control automático, localizadores de fallas, generación distribuida y restauración automática del servicio, son aplicadas al sistema de pruebas RTBS bus 2, con el propósito de comparar sus efectos en los índices de confiabilidad del sistema. En base al principio de elementos en serie para calcular la confiabilidad de sistemas radiales, un software desarrollado en Matlab fue usado para comparar dos casos bases y ocho casos de prueba que aplican tecnologías inteligentes.
Los resultados muestran que, usando una combinación de tecnologías de redes inteligentes en sistemas de distribución radiales, es posible reducir los índices de confiabilidad y que además, es posible reducir la diferencia entre los índices de confiabilidad entre los usuarios conectados en diferentes partes del alimentador radial
Método de Evaluación Sustentable de la Vivienda en la Ciudad de Cuenca, Ecuador
Get PDFAt present, Building Sustainable Assessment methods (BSA) have developed systems to measure and rate the level of compliance of buildings. However, many authors have identified potential problems that could arise from a poor import of these assessments. The present method was the result of an investigation that proposes to observe and analyze a series of specific performances of the dwelling and its parts, which allow to ensure the quality of the project and to certify the future performance of the dwelling based on appropriate sustainability indicators for the city of Cuenca. The methodological design of the research went through three stages of development: First, a new approach on sustainable building assessment is presented, which may be suitable for developing countries, based on an exhaustive review of the state of the art. Second stage, based on the study of the city’s housing stock, defines criteria and indicators. Finally, weightings for each evaluation topic are defined by different experts in the area. The result of this research is an evaluation scheme composed of a hierarchical structure of 3 levels ranging from general to specific: 8 categories, 38 requirements and 80 evaluation criteria that apply to single family and multifamily houses.En la actualidad, los métodos de evaluación sustentable de la edificación “BSA” (Building Sustainable Assessment) han desarrollado sistemas para medir y calificar el nivel de cumplimiento de las edificaciones, sin embargo, muchos autores han determinado los posibles problemas que pudieran darse por una mala importación de estas evaluaciones. El presente método fue producto de una investigación que propone observar y analizar una serie de desempeños específicos de la vivienda y sus partes, las cuales permitan calificar la calidad del proyecto y certificar el futuro desempeño de la vivienda en base a indicadores de sustentabilidad apropiados para la ciudad de Cuenca. El diseño metodológico de la investigación atravesó por tres etapas de desarrollo: En la primera, se plantea un nuevo enfoque de la evaluación sustentable de la edificación que pueda ser adecuado para países en vías de desarrollo, basado en una exhaustiva revisión del estado de arte. En la segunda, a partir del estudio del parque de viviendas de la ciudad, se definen criterios e indicadores. Por último, con la participación de expertos en el área, se definen ponderaciones para cada uno de los temas de evaluación. Los resultados de esta investigación son un esquema de evaluación compuesto por una estructura jerárquica de 3 niveles que van de lo general a lo específico: 8 categorías, 38 requerimientos y 80 criterios de evaluación que se aplican a viviendas multifamiliares y 8 categorías, 28 requerimientos y 58 criterios de evaluación a viviendas unifamiliares
Primer Estudio para una Transición Energética Completa y Sostenible para Ecuador “El Fin del Petróleo”
Get PDFWhat will happen if Ecuador’s economy continues to grow without change? What can be done to stop it from failing? Which potentials could be used to change the fate of Ecuador to the better?
These are question of the first complete energy study of Ecuador in times of the end of oil, globally increasing extractivism, lavish consume and declining agriculture. This Creative Commons, open source and independent study [1] uses complex simulations to develop different scenarios for growth of renewables and development of oil prices, predicting great instability for Ecuador with business as usual by 2020.
This study reveals the sustainable renewable energy potential of Ecuador of at least 103 GW. It is shown that Ecuador can achieve 100 % energy autarky by only 60 GW renewable installation, while fossil infrastructure can be recycled and reused. Simulations clarify that local and main grid stability can be guaranteed by power-togas technology. Considering economic and timedepended parameters simulation show that the entire transformation can be completed within 10 to 15 years. This creates at least 100 000 qualified long-term jobs and zero Green House Gas (GHG) emission, while generating an annual surplus of 50 billion USD for overall economy or decrease the end user energy prices. To cover the final primary energy of 160 TWh/a demand only 0,2 % of Ecuador’s territory is needed.¿Qué pasará si la economía de Ecuador continúa creciendo sin cambios? ¿Qué se puede hacer para evitar que falle? ¿Qué potenciales podrían usarse para mejorar el destino de Ecuador? Estos son temas del primer estudio completo de energía de Ecuador en tiempos del final del petróleo, el extractivismo en aumento a nivel mundial, el consumo pródigo y la agricultura en declive. Este Creative Commons, código abierto y estudio independiente [1] utiliza una simulación compleja para desarrollar diferentes escenarios para el crecimiento de las energías renovables y el desarrollo de los precios del petróleo, prediciendo una gran inestabilidad para Ecuador con los negocios habituales para 2020. Este estudio revela el potencial de energía renovable sostenible de Ecuador de al menos 103 GW. Ecuador puede lograr una autarquía energética del 100 % mediante una instalación renovable de 60 GW, mientras que la infraestructura fósil puede reciclarse y reutilizarse. La simulación aclara que la estabilidad de la red local y principal puede gas rantizarse mediante la tecnología de electrólisis. Teniendo en cuenta la simulación económica y de dependencia del tiempo que se puede completar dentro de 10 a 15 años. Esto genera al menos 100 000 empleos calificados a largo plazo y cero emisiones de gases de invernadero, al tiempo que, generando un excedente de $ 50 mil millones (G.USD) para la economía en general o para disminuir los precios de energía del usuario final. Lo que resulta en una necesidad de energía primaria reducida a la mitad de 160 TWh/a solamente de 0,2 % del territorio de Ecuador donde es necesario
Metodología basada en Cadenas de Markov para la Predicción de la Demanda y Toma de Decisiones en el corto plazo. Caso de Estudio: Empresa Eléctrica Quito
Get PDFThis investigation is focused on the prediction of the electrical demand in short time. For this purpose, the “demand profiles” and the real time signal of the electrical demand of the Empresa Eléctrica Quito S.A. are used in order to determine which profile is expected to happen during the day. In this sense, this study uses the Hidden Markov Model for forecasting the electrical demand in short time. This approach first applies a learning/training process using data from the Sistema de Información Validada Operativa (SIVO). Later, a discovery process of demand profiles is performed in order to determine the most expected profile to happen during the day. This approach establishes an “expected demand area” that shall be a reference for the definitive behavior of the electrical demand.
This methodology was applied over the EEQ system and evaluated during 30 days. The final tool successes 86% of the cases and the actual value of the electrical demand in real time is inside of the band of the expected demand area.
The purpose of this work is to build an application that assist operators of the National Interconnected System, NIS, to make the decisions in short time, optimizing the resources for generation.La investigación del presente trabajo está centrada en determinar el pronóstico de la demanda de potencia eléctrica en corto plazo. Para ello, se utilizó y se comparó los “perfiles de demanda” y la señal en tiempo real de la demanda eléctrica de la Empresa Eléctrica Quito S.A, EEQ, para llegar a determinar el perfil más esperado en el día. En este sentido, se utilizó el Modelo Oculto de Markov (Hidden Markov Model, HMM) para el pronóstico de la demanda en horizonte de tiempo de corto plazo. Para esto, primeramente se realizó un proceso de aprendizaje/entrenamiento al modelo con la base de datos Sistema de Información Validada Operativa, SIVO. Posteriormente, se realizó el proceso de descubrimiento de perfiles de demanda, que permitirá en pasos posteriores encontrar el perfil más esperado a ocurrir durante el día. La propuesta establece un “área de demanda esperada” que se convierte en una referencia que define el comportamiento de la demanda lo largo del día.
Se realizó una evaluación en un periodo de 30 días de la metodología aplicada al sistema de la EEQ, y se observó que la herramienta acierta en un 86% de los casos y el valor de demanda en tiempo real se encuentra dentro de la banda de demanda esperada.
El propósito de este trabajo es brindar una aplicación a los operadores del Sistema Nacional Interconectado, SNI, del Operador Nacional, CENACE, que permita tomar decisiones en el periodo de corto plazo optimizando los recursos de generadores existentes
Metodología para Identificar Áreas de Control de Voltaje en un Sistema Eléctrico de Potencia Aplicando Simulación Monte Carlo
Get PDFThis Document presents a Methodology to Identify the Areas of Voltage Control (ACV) in an electrical power system. The use of data mining and the concept of electric distance have been used in this work to identify the ACV in a power system for different probabilistic scenarios of system operation considering N-1 contingencies, which were formulated by Monte Carlo simulation. ACV identification in power systems allows to identify reactive power resources of each area to establish operational strategies in order to improve the control of the voltage in the system. The proposed methodology has been implemented to identify the ACV in the National Interconnected System of Ecuador.Este documento presenta una Metodología para Identificar las Áreas de Control de Voltaje (ACV) en un sistema eléctrico de potencia. El uso de minería de datos y el concepto de distancia eléctrica han sido utilizados en este trabajo para identificar las ACV en un sistema de potencia para distintos escenarios probabilísticos de operación del sistema considerando contingencias N-1, los cuales fueron formulados mediante simulación Monte Carlo. La identificación de las ACV en un sistema de potencia permite identificar los recursos de potencia reactiva de cada área y con ello establecer estrategias operativas a fin de mejorar el control del voltaje en el sistema. La metodología planteada ha sido implementada para identificar las ACV en el Sistema Nacional Interconectado de Ecuador
Consideraciones Conceptuales sobre Análisis de Estabilidad Transitoria en el Ajuste del Tiempo de Recierre Monofásico de la Línea de Transmisión San Rafael - El Inga de 500 kV
Get PDFThis work analyzes the implications of several conceptual considerations, such as modeling and integration characteristics, synchronous machine modeling and saturation modeling, in the results of the transient stability analysis facing the occurrence of single-phase faults followed by opening and reclosing at San Rafael–El Inga 500 kV transmission line. For this, the software DIgSILENT PowerFactory, ATP and EMTP-RV are used to model and to simulate the dynamic behavior of the system under different considerations. The results show that the models of synchronous machines based on Park transform present greater problems of stability under unbalanced perturbations or asymmetric conditions. Likewise, it has been also demonstrated how differences of modeling and integration algorithms can lead to different dynamic behaviors in the system, which should be adequately taken into account in the studies.Este trabajo analiza las implicaciones de varias consideraciones conceptuales, tales como características de modelación e integración, tipo de modelación de la máquina sincrónica y efecto de la modelación de la saturación, en los resultados del análisis de estabilidad transitoria ante la ocurrencia de fallas monófasicas seguidas de apertura y recierre monofásico en la línea de transmisión San Rafael–El Inga de 500 kV. Para esto, se usan los programas DIgSILENT PowerFactory, ATP y EMTP-RV, para modelar y simular el comportamiento dinámico del sistema ante diferentes consideraciones. Los resultados muestran que los modelos de máquinas sincrónicas basados en la Transformada de Park presentan mayores problemas de estabilidad ante perturbaciones desbalanceadas o condiciones asímetricas. Asimismo, se demuestra cómo las diferencias de modelación y algoritmos de integración pueden provocar diferentes comportamientos dinámicos en el sistema, lo cual debe ser adecuadamente tomado en consideración en los estudios
Medidor Inteligente de Energía Eléctrica utilizando la Tarjeta Electrónica Raspberry Pi
Get PDFThe purpose of this document is to present a Smart Electric energy meter with raspberry Pi and Arduino UNO, to visualize the electric consumption of a home type in real time, using an Android application and web server in raspberry using google spreadsheets . In the present research the base architecture and the methodology used are shown, the data obtained with this proposed system is very similar in comparison with a system that is available in the market, especially European and North American as it is the AEOTEC system that uses Z wave protocols.El objeto de este documento es presentar un medidor de energia electrica inteligente con raspberry Pi y Arduino UNO, para visualizar el consumo electrico aproximado de un hogar tipo en tiempo real, mediante una aplicación Android y servidor web en la raspberry utilizando hojas de calculo en linea de google, porque aproximado debido a que no se hace un muestreo de voltaje sino que en base a parametros definidos se emplean valores establecidos. En la presente investigacion se muestra la arquitectura base y la metodologia empleada demostrando que los datos obtenidos con este sistema propuesto es muy parecido en comparacion con un sistema que se encuentra disponible en el mercado, especialmente europeo y norteamericano como lo es el sistema AEOTEC que utiliza protocolos z wave
Prospectiva de Autogeneración en el Ecuador mediante uso de Modelo LEAP
Get PDFEconomic and population growth forecasts In Ecuador show that the demand of electric energy will keep a rising trend. One of the schemes intended to contribute with the coverage of future energy demand is electric self-generation, where users produce electricity to satisfy their own requirements through generators installed in the consumption point.
This work presents a methodology to forecast the potential of self-generation with photovoltaic panels installed in the buildings of the country. The maximum available space for panel installation is estimated by taking sections of the properly build area of the residential, industrial, commercial, mixed and others sectors. Penetration of photovoltaic selfgeneration between 2013 and 2050 is predicted, calculating the evolution of the energy demand in this period with the use of the energy planning software LEAP. The obtained results are compared with those from a no self-generation scenario.
According to the obtained results for 2050, around a 17% of the installed capacity would be represented by photovoltaic self-generation systems, producing around 5.7% of the total electric energy.Las proyecciones de crecimiento poblacional y económico en el Ecuador indican que la demanda de energía eléctrica mantendrá una tendencia creciente. Uno de los esquemas orientados a contribuir con la cobertura futura de la demanda energética es la autogeneración eléctrica, en la que los usuarios producen electricidad para satisfacer necesidades propias mediante generadores instalados en el propio punto de consumo.
En este trabajo se presenta una metodología para proyectar el potencial de autogeneración con paneles fotovoltaicos instalados en las edificaciones del país. El espacio máximo disponible para la instalación de paneles es estimado tomando secciones del área propiamente construida de los sectores residencial, industrial, comercial, mixto y otros. La penetración de la autogeneración fotovoltaica es estimada entre los años 2013 y 2050, calculando la evolución de la demanda energética durante este período mediante el uso del software de planeación energética LEAP. Los resultados obtenidos son comparados con los de un escenario sin autogeneración.
De acuerdo a los resultados obtenidos para el año 2050, alrededor de un 17% de la capacidad instalada estaría representada por sistemas de autogeneración fotovoltaica, cubriendo alrededor de 5,7% de la demanda de energía eléctrica total
Aceleración de Máquinas Sincrónicas en el Sistema Nacional Interconectado durante un cortocircuito de larga duración
Get PDFoai:revistaenergia.cenace.org.ec:article/2Electric power systems are made up of a great amount of elements that present particular dynamic characteristics and make them different from other systems. It is in this regard that particular studies and evaluations must be performed for each system in order to understand their dynamic performance in the face of different events and consequently establish means of control and protection, adapted to the proper features of each system, to improve the reliability and security in the electric power supply.
This article aims to portray the post mortem analysis of an electromechanical event that caused the acceleration of generation units belonging to the Ecuadorian National Interconnected System, as the result of a short-circuit that occurred in a distribution system. This event subsequently caused the tripping of the 230 kV interconnection between Ecuador and Colombia.
This analysis allows highlighting the importance of using modern technological tools for monitoring and assessing the power system such as the Wide Area Monitoring System (WAMS). Likewise, the obtained results show an unexpected consequence about power system operations, related to: i) the characteristics of dynamic event propagation in a grid; and, ii) the triggering event of big frequency variations. Finally, the analysis results might guide the definition of countermeasures that allow avoiding the manifestation of similar events in the future.Los sistemas eléctricos de potencia están formados por una gran cantidad de elementos que presentan características dinámicas particulares y que los hacen únicos y diferentes a otros sistemas. Es en este sentido que cada sistema requiere de estudios y evaluaciones propias que permitan conocer su dinámica operativa ante la ocurrencia de diferentes acontecimientos y, con esto, establecer medios de control y protección que se adapten a las características propias de cada sistema, para incrementar los niveles de seguridad y confiabilidad en el suministro de energía eléctrica.
El propósito de este trabajo es presentar el análisis post mortem de un evento electromecánico que causó la aceleración de unidades de generación del Sistema Nacional Interconectado ecuatoriano, como resultado de un cortocircuito suscitado dentro de un sistema de distribución, y que posteriormente ocasionó el disparo de la interconexión a nivel de 230 kV entre Ecuador y Colombia.
Este análisis permite resaltar la importancia del uso de herramientas tecnológicas modernas de monitoreo y análisis de sistemas de potencia, como el Sistema de Monitoreo de Área Extendida (WAMS). Asimismo, los resultados muestran una consecuencia inesperada en la operación de sistemas de potencia, sobre: i) la forma de propagación de eventos dinámicos en una red; y, ii) el evento disparador de variaciones grandes de frecuencia. Finalmente, los resultados podrán guiar la definición de medidas que permitan evitar a futuro, la manifestación de eventos similares