Revista Técnica “energía”
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Identificación de Áreas de Control de Voltaje en el Sistema Nacional Interconectado de Ecuador utilizando Minería de Datos
No full textThis paper presents a new methodology in order to identify the Voltage Control Areas VCA in a power system. Each VCA is constituted by a group of system buses exhibiting similar voltage behavior patterns when the power system is subjected to perturbations that could originate voltage instability problems. Once identified the VCA, the system operator can perform proper coordinated control and supervisory strategies in order to improve the voltage behavior in these buses. In this sense, the electrical distance concept has been used in order to identify the VCA using a new methodology based on data mining. The methodology has been applied in order to identify the VCA of the National Interconnected System of Ecuador SNI; this will establish the monitoring and control strategies by the National Electricity Operator CENACE in the SNI and improve the system security.Este trabajo presenta una nueva metodología para identificar las Áreas de Control de Voltaje ACV en un sistema de potencia. Cada ACV está constituido por un grupo de barras del sistema que exhiben patrones de comportamiento de voltaje similares cuando el sistema de potencia está sometido a perturbaciones que podrían originar problemas de inestabilidad de voltaje. Una vez identificadas las ACV, el operador del sistema puede realizar un control coordinado y establecer estrategias de supervisión con el fin de mejorar el comportamiento del voltaje en estas barras. En este sentido, el concepto de distancia eléctrica ha sido usado para identificar las ACV utilizando una nueva metodología basada en minería de datos.
La metodología ha sido aplicada para identificar las ACV del Sistema Nacional Interconectado SIN de Ecuador, lo que permitirá a futuro establecer estrategias de supervisión y control por parte del Operador Nacional de Electricidad CENACE en el SNI y mejorar la seguridad del sistema
Identificación de Parámetros Erróneos en Sistemas Eléctricos de Potencia y Corrección en base a Mediciones Sincrofasoriales
No full textConventional state estimation algorithms are based on the assumption that the parameters of the lines and transformers (resistance, reactance, transformers taps, etc.) and the state of the switching devices do not have errors. In reality, these parameters are not known with certainty. Errors in the branch impedance are less visible compared to switching status errors, and they may result in errors and biases in the state estimation results that persist for long periods of time. Errors in the system parameters can have an effect on estimation similar to those produced by errors in measurements. This paper describes a method to identify parameter errors using a Lagrange multiplier algorithm. This algorithm is applied to case studies in different conditions of demand obtained from real-time systems EMS and offline models. After identifying the network equipment that has parameter errors, alternatives are explored to correct the parameters using synchronized phasor measurement units (PMUs).Los algoritmos convencionales de estimación de estado de sistemas de potencia se basan en la suposición de que los parámetros tales como la resistencia y reactancia de las líneas de transmisión, los taps de transformadores y el estado de los interruptores no tienen errores. En la realidad, estos parámetros no se conocen con certeza. Los errores en las impedancias de las ramas son menos visibles que los errores en los estados de los interruptores y pueden producir errores en los resultados del estimador que pueden pasar inadvertidos por largo tiempo. Los errores en los parámetros pueden producir un impacto sobre la estimación de estado similar o superior al de los errores no detectados en las mediciones.
En este documento se desarrolla un programa de identificación de errores en los parámetros basado en un algoritmo que utiliza Multiplicadores de Lagrange. Este algoritmo se aplica a casos de estudio en diferentes condiciones de demanda obtenidos de los sistemas de tiempo real EMS y fuera de línea. Una vez identificado el equipo de red que presenta errores de parámetros, se plantean alternativas de cálculo para la corrección de parámetros, utilizando mediciones de equipos de medición fasorial PMUs
Diagnóstico Situacional para la implementación de un proceso de Gestión de Conocimiento en el Operador Nacional de Electricidad CENACE
No full textThis paper presents the steps for implementing a Knowledge Management process in the National Electricity Operator CENACE, considering, for this study, that knowledge and learning culture constitute a fundamental pillar for Knowledge Management. The methodology applied to this study has allowed identifying the strengths and improvement opportunities as regards the existence of a Knowledge Management process at CENACE. This perception has been identified through an analysis of the variables specified in the situational diagnosis survey that was been taken to the employees of the institution. The results will state a starting point for the implementation process of knowledge management. In this sense, CENACE will implement a process of knowledge management with the purpose of creating an organizational learning culture, transferring knowledge, improving the management of human talent and having a competitive advantage in the electricity Industry.Este trabajo presenta las fases para la implementación de un proceso de Gestión de Conocimiento en el Operador Nacional de Electricidad CENACE, considerando para este estudio el conocimiento y la cultura de aprendizaje como un pilar fundamental para la Gestión de Conocimiento. La metodología que ha sido aplicada para el presente trabajo ha permitido identificar las fortalezas y oportunidades de mejora respecto de la existencia actual de un proceso de Gestión de Conocimiento en CENACE. Esta percepción ha sido identificada mediante un análisis de las variables especificadas en una encuesta sobre el diagnóstico situacional realizada a los colaboradores de la Institución.
Los resultados servirán como punto de partida para la implementación del proceso de Gestión de Conocimiento, lo cual le permitirá a CENACE crear una cultura de aprendizaje organizacional, transferir el conocimiento, mejorar la gestión de talento humano y obtener una ventaja competitiva en el sector eléctrico
Energy analysis of techniques and materials used in sound insulation of music rehearsal rooms
Get PDFIn this project an acoustic and energy analysis of materials commonly used for sound insulation of music rehearsal rooms was performed. The main target was to identify the impact on heat gains due to room insulation, and therefore, the resulting increase of air conditioning energy requirements. The method consisted on fi rst building up a 3D model of the current College of Music (COM) building of the Universidad San Francisco, including construction characteristics like materials, electronic equipment, lighting, metabolic activity of occupants, etc. This model was performed in DesignBuilder, with which heat gains/losses through walls, fl oor, ceiling, doors, and windows were obtained, in addition to energy requirements of cooling systems. Once the base case was built up, we developed a new model with an effective sound insulation solution that we called “simple”. The solution consisted in common insulation materials, such that a new energy requirement for cooling was obtained, different from that of the base case. Later we made another model with a solution that we called “complex” in which, in addition to sound insulation materials, we implemented modern techniques and mechanical elements that eliminated impact noise and vibrations. A new air conditioning energy requirement, different from that of the base case, was also obtained. Once the different energy requirements were obtained, those were compared and fi nally demonstrated that although the complex solution for sound insulation involved a higher thermal mass this was compensated by a higher overall heat transfer coeffi cient; therefore, there is no considerable increase in air conditioning energy consumption. As a result, operative costs due to air conditioning energy consumption will be the same for both solutions.En este proyecto se realizó un análisis acústico y de energía de los materiales comúnmente utilizados para el aislamiento acústico de las salas de ensayo de música. El objetivo principal fue identificar el impacto en las ganancias de calor debido al aislamiento de la habitación, y, por lo tanto, el aumento resultante de las necesidades de energía de aire acondicionado. El método consistió primero en la construcción de un modelo 3D del actual edificio del College of Music (COM) de la Universidad de San Francisco. Este modelo se realizó en Design Builder. Una vez construido el caso base, se desarrolló un nuevo modelo con una solución de aislamiento acústico eficaz que se denominó “simple”. La solución consistió en materiales de aislamiento comunes, de manera que se obtuvo un nuevo requerimiento de energía para la refrigeración, diferentes de la del caso base. Después se realizó otro modelo con una solución que se denominó “compleja” en el que, además de materiales de aislamiento de sonido, se implementó técnicas modernas y elementos mecánicos que eliminan el impacto de ruido y vibraciones. Se obtuvo un nuevo requisito de energía de aire acondicionado, diferente de la del caso base. Una vez que se obtuvieron los diferentes requerimientos de energía, se compararon y finalmente se demostró que aunque la solución “compleja” para el aislamiento acústico implicó una mayor masa térmica esto fue compensado por un coeficiente global de transferencia de calor más alta; por lo tanto, no hay aumento considerable de consumo de energía de aire acondicionado. Como resultado, los costos operativos debido al consumo de energía del aire acondicionado serán los mismos para ambas soluciones
Análisis de la Energización de la Línea Eléctrica Enterrada de 69 kV entre CPF (Bloque 15) y Sacha (Bloque 60) en el Sistema Eléctrico Interconectado Petrolero - Extendido
Get PDFAccording to the National Government policy’s related to the Energy Matrix Revolution; PETROAMAZONAS EP is developing the Program called as “Optimización Generación Eléctrica y Efi ciencia Energética” (OGE&EE Program). The mission of the OGE&EE Program is change the Energy Matrix of Ecuadorian Oil Industry through the design and implementation of Gas gathering and transportation systems, Power Generation, Transmission and Distribution Systems. In this context, Petroamazonas EP has built the fi rst underground transmission line of 40 km. and 69 KV between CPF (Petroleum block 15) and Sacha (Petroleum block 60), which by its voltage level and length has important technical challenges that must be overcome. With this background, the objective of this article is to broadcast the results of the electric studies and the experience in the energization and operation of the underground transmission line CPF - Sacha 69 KV.En el marco de la política del Gobierno Nacional del Cambio de la Matriz Energética, -PETROAMAZONAS EP (PAM EP) se encuentra desarrollando el Proyecto OPTIMIZACIÓN -GENERACIÓN ELÉCTRICA Y EFICIENCIA ENERGÉTICA (Proyecto OGE&EE). El Proyecto OGE&EE tiene la misión de cambiar la Matriz Energética del Sector Petrolero Ecuatoriano mediante el diseño y desarrollo de Facilidades de Generación, Sistemas de Distribución/Transmisión y Sistemas de Captación, Transporte y Manejo de Gas Asociado. En este contexto, Petroamazonas EP ha construido la primera línea de transmisión enterrada de 40 km a nivel de 69 kV entre CPF (Bloque petrolero 15) y Sacha (Bloque petrolero 60), la cual por su nivel de voltaje y longitud presenta desafíos técnicos importantes que deben superarse. Con este antecedente, el objetivo de este artículo es difundir los resultados de los estudios eléctricos realizados y la experiencia en la energización y operación de la línea de transmisión enterrada CPF – Sacha de 69 kV
Determinación de los Modelos Estocásticos de Generación de las Centrales del Sistema Nacional Interconectado
Get PDFThe main objective of this paper is to determine the stochastic models of power generation plants of the Ecuadorian National Interconnected System S.N.I. These stochastic models will be then used as input to implement a Generation Adequacy methodology that will allow determining adequate energy reserve margins considering uncertainties such as availability of renewable resources (hydric, wind, solar). In order to determine the stochastic models, a methodology based on determination of probability density functions (PDF), is proposed. This methodology uses as input the stochastic results of the software SDDP (Stochastic Dual Dynamic Programming) for a timeframe of one year. Since the obtained PDFs are independent functions, a novel methodology to compute an “average” probability density function is proposed in this paper by applying the concept of convolution.
El objetivo principal del presente trabajo es la determinación de los modelos estocásticos de las centrales de generación del Sistema Nacional Interconectado S.N.I. ecuatoriano. Estos modelos estocásticos servirán de entrada para implementar, posteriormente, una metodología de evaluación de la confiabilidad de generación (Generation Adequacy) que permitirá determinar adecuados márgenes de reserva considerando incertidumbres tales como la disponibilidad de recursos renovables (hídrico, eólico o solar). Para la determinación de los modelos estocásticos se propone una metodología basada en la obtención de funciones discretas de densidad de probabilidad (FDP) mensuales, utilizando como entrada los resultados de planificación energética generados por el software SDDP (Programación Dinámica Dual Estocástica), para un horizonte de un año. Siendo estas FDP funciones independientes, se propone una metodología novedosa para determinar una función de densidad “promedio” que represente a todo el año a través del concepto de convolución
Modelación Estática y Dinámica del AGC en PowerFactory Integrado a la Base de Datos del Sistema Eléctrico Ecuatoriano
Get PDFSecondary Frequency Regulation (SFR) is a centralized control that currently is automatically developed via an Automatic Generation Control AGC, whose execution is slow and coordinated between the generation units involved in the regulation. Its aim is to ensure that the system frequency is permanently within acceptable ranges and to ensure the fulfi llment of the preset values of interchange power fl ows in multi-area systems. In this context, simulating the response of AGC to different operating scenarios can provide adequate operational parameters, especially in the planning stage. In this sense, the objective of this paper is to model the AGC of the National Interconnected System SNI in the software PowerFactory of DIgSILENT, with the aim of simulating the power system static and dynamic response under different operational scenarios.La Regulación Secundaria de Frecuencia (RSF) es un control centralizado que actualmente se realiza automáticamente a través de un Control Automático de Generación AGC, cuya acción es lenta y coordinada entre las unidades que participan. Su objetivo es asegurar que la frecuencia del sistema se encuentre permanentemente en rangos aceptables y que se cumplan los valores establecidos de flujos de potencia por interconexiones en sistemas multiárea. Bajo este contexto, simular la respuesta del AGC ante diversos escenarios permite prever adecuados parámetros operativos, principalmente en la etapa de planeamiento. En este sentido, el objetivo del presente trabajo es modelar el AGC del Sistema Nacional Interconectado SNI en el software PowerFactory de DIgSILENT, con la intención de simular su respuesta estática y dinámica ante diferentes escenarios operativos
Modelado del Tranvía Citadis-302 Implementado en la Ciudad de Cuenca Utilizando Matlab - Simulink
Get PDFMobility in Cuenca - Ecuador is a priority issue on public administration agenda; in recent years, a holistic approach to public transportation that integrates different mobilization modes and considers environmental impact and the particular conditions of the city listed by UNESCO as World Heritage. This work presents the modeling in Matlab-Simulink® environment of the new transportation system called Tram “Four Rivers”. Proposed model considers technical characteristics, power supply, DC transmission and traction systems of the vehicle. Results can be used to measure energy consumption and global impact of this system on the sub-transmission networks in the city.La movilidad en la ciudad Cuenca es un tema prioritario en la agenda de la administración pública, en los últimos años se ha evidenciado la necesidad de un enfoque holístico al transporte público que integre los diversos tipos de movilización, considerando el impacto ambiental y las condiciones propias de una ciudad catalogada por la UNESCO como patrimonio de la humanidad. El siguiente trabajo presenta el modelado en un ambiente Matlab-Simulink® del nuevo sistema de trasporte de Cuenca denominado tranvía “Cuatro Ríos”. En el modelo se consideran las características técnicas, el sistema de alimentación, transmisión en CC y sistemas de tracción del vehículo. Los resultados obtenidos permiten dimensionar el consumo energético y el impacto de este sistema en las redes de sub-transmisión de la ciudad de Cuenca
Sistema de Generación Energía Sumergible Basado en un Vórtice Gravitacional con Sifón para Comunidades Aisladas
Get PDFThis paper presents a system of power generation based on a gravitational vortex with siphon for isolated communities, manufactured in the province of Loja - Ecuador. The system is submersible operates such a step hydroelectric power plant and by design it can be installed directly into irrigation canals, rivers, etc. without major civil works. The designed Under Water Generator UTG unit consists of a prototype underwater Kaplan turbine, a three-phase multi-pole synchronous generator with permanent magnet excited, a three-phase diode bridge rectifi er, a DC-to-AC inverter, and artifi cial vortex. A monitoring and control system of the UTG unit is also integrated to measure the electrical data of the UTG system. According to the measurement results, the designed prototype underwater-turbine-generator-based on gravity vortex system can stably offer adequate electric power to the connected loads, with a factor power plan of 60%.En este trabajo se presenta un sistema de generación de energía eléctrica basado en un vórtice gravitacional con sifón para comunidades aisladas, manufacturado en la provincia de Loja Ecuador. El sistema es sumergible funciona como una central de paso y por su diseño se lo puede instalar directamente en canales de riego, ríos, etc. sin obras civiles importantes. La unidad de generación denominada UTG (Underwater Turbine Generator) está conformada por una turbina Kaplan, un generador sumergible síncrono multi-polo con imanes permanentes, un rectificador, un inversor, un vórtice gravitacional y un sifón de evacuación para ganar energía potencial. Además, incluye un control integrado que permite realizar mediciones de los parámetros eléctricos del sistema. De acuerdo con los resultados de la medición de campo, el prototipo UTG basado en un vórtice gravitacional puede ofrecer de forma estable la energía eléctrica a las cargas conectadas, con un factor de planta del 60%
Análisis de Largo Plazo de la Generación Eléctrica en Plantas Solares Térmicas de Concentración
Get PDFThe inter-annual variability of the solar resource and the expected long-term production are two fundamental aspects to be considered in the feasibility study and risk assessment of an investment of a power generation project with concentrating solar power systems. This article illustrates a comparative analysis of long-term available solar resource and power production for two topologies of solar plants with typical characteristics (tower and parabolic trough) in 5 locations around the Mediterranean and North Africa, chosen within the DESERTEC concept.
To estimate the solar resource have been used 20 years (1994-2013) from satellite-derived solar data in time series of hourly basis, which have been provided by CIEMAT. This work has consisted in processing and fi ltering data for each site, running multiple simulations using the System Advisor Model SAM software version 2015.1.30 and a statistical treatment of results. It was possible to study the long-term effect of the DNI on electricity production. In this way we have checked the effect of both variables on the measure of fi nancial risk.La variabilidad interanual del recurso solar y la producción esperada a largo plazo son dos aspectos fundamentales a considerar en el estudio de viabilidad y la evaluación del riesgo en la inversión de un proyecto de generación eléctrica con plantas solares térmicas de concentración. Este artículo ilustra un análisis comparativo de largo plazo del recurso solar disponible y de la producción eléctrica para dos topologías de plantas termosolares de características típicas (concentrador parabólico y torre) en 5 emplazamientos, alrededor del Mediterráneo y Norte de África, escogidos dentro del concepto DESERTEC.
Para la estimación del recurso solar se han utilizado 20 años (1994-2013) de datos obtenidos de imágenes satelitales en series temporales de base horaria; las mismas que han sido proporcionadas por el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT). El trabajo ha consistido en el procesamiento y filtrado de los datos para cada uno de los emplazamientos, la ejecución de múltiples simulaciones utilizando el software System Advisor Model SAM versión 2015.1.30; y un tratamiento estadístico de los resultados obtenidos.
Se ha podido estudiar el efecto a largo plazo de la DNI sobre la producción eléctrica, de esta manera se ha comprobado el efecto de ambas variables sobre la medida del riesgo financiero