Revista Técnica “energía”
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Estrategia de control robusto descentralizado para una micro-red aislada con generación distribuida acoplada para mejorar la estabilidad de voltaje.
Get PDFThe paper presents a novel control strategy for islanded Microgrids, based on hierarchical control and modified droop control. The robust control strategy presented allows stability voltage improvement and its transient behavior. Which subscribes to verify the performance of the proposed strategy compared with a conventional PI controller. Due to technological advances demand a huge amount of electricity, therefore Renewable Energy Resources (RES) must be near the electrical demand is huge, in addition they are implemented in rural places, where electric utility is not able to provide the service. However, the implementation of these new systems implies facing new challenges for the correct operation of Microgrid connected or islanded from the conventional system.El paper presenta una novedosa estrategia de control de Micro-redes aisladas, basado en el control jerárquico y control droop modificado. Esta estrategia robusta permite mejorar la estabilidad de voltaje y su comportamiento transitorio.
Se implementa una Micro-red de referencia con dos fuentes fotovoltaicas con valores nominales. Lo que permite verificar el desempeño de la estrategia propuesta comparando con un controlador PI convencional. El constante avance de la tecnología requiere una gran cantidad de energía, por ello se ha propuesto la inclusión de fuentes de energía renovable (RES) cerca de los centros de carga. Estas RES son implementadas también en sectores donde el sistema eléctrico convencional no es capaz de llegar, de esta manera se garantiza el abastecimiento de energía eléctrica a toda la población. Sin embargo, la implementación de estos nuevos sistemas implica retos de control para que su funcionamiento sea correcto, indiferente que la Micro-red funcione de forma conectada o aislada a la red convencional
Evaluación de la Capacidad de Almacenamiento de Energía del Material Lignocelulósico de Cacao
Get PDFThe purpose of this study is to determine the energy storage capacity of the material obtained from cocoa husks in a capacitor configuration. The lignocellulosic material comes from Ecuadorian cocoa harvests used in agro-industrial processes. Analysis of the volatiles generated during instant pyrolysis was conducted using GC/MS technique. Additionally, a comparison of the capacitor with two different electrolytes was made: sulfuric acid (H2SO4) and sodium chloride (NaCl). The material processing involved carbonization and chemical activation processes, carried out in a pyrolysis reactor under an inert nitrogen (N2) atmosphere at a heating rate of 20 °C min-1, and activated at 850 °C in the same atmosphere for 4 hours. Electrodes were prepared from this material and tested using cyclic voltammetry to assess energy storage at different scan rates for five cycles. The results of the GC/MS analysis and cyclic voltammetry demonstrated that the prepared secondary raw material can be used to obtain high-value added products. The main identified volatile compounds include phenols, acetic acid, and alcohols. The maximum potential was 1,1 kW kg-1 with NaCl electrolyte, and the maximum durability was achieved with H2SO4 electrolyte with a power of 0,29 kW kg-1; these values were obtained at a scan rate of 100 mV s-1.El objetivo de este estudio es determinar la capacidad de almacenamiento energético del material obtenido de cascarilla de cacao en configuración de capacitor. El material lignocelulósico proviene de la cosecha de cacao ecuatoriano utilizado en procesos agroindustriales. Se realizó el análisis de los volátiles generados durante la pirólisis instantáneo mediante la técnica GC/MS; además, de la comparación del capacitor con dos electrólitos diferentes: ácido sulfúrico (H2SO4) y cloruro de sodio (NaCl). El procesamiento del material se realizó mediante un proceso de carbonización y otro de activación por vía química, los cuales se llevaron a cabo en un reactor de pirólisis en atmósfera inerte de nitrógeno (N2) a una velocidad de calefacción de 20 oC min-1 y se activaron a 850 oC en la misma atmósfera por 4 horas. A partir de este material se prepararon los electrodos y se probó mediante voltametría cíclica el almacenamiento de energía a diferentes velocidades de barrido para cinco ciclos. Los resultados del análisis GC/MS y de voltametría cíclica demostraron que la materia prima secundaria preparada puede utilizarse para obtener productos de alto valor agregado. Los principales compuestos volátiles identificados corresponden a fenoles, ácido acético y alcoholes. El máximo potencial fue de 1,1 kW kg-1 con electrolito de NaCl y, la máxima durabilidad se logró con electrolito de H2SO4 con una potencia de 0,29 kW kg-1 estos valores fueron obtenidos a una velocidad de 100 mV s-1
Evaluación del Factor de Potencia en Usuarios con Equipos de Generación para Autoabastecimiento
Get PDFOne of the most recent and important changes in power distribution systems is self-consumption, activity in which one or several users install equipment (typically solar panels) to generate their own electricity and, in some cases, inject surplus energy into the grid. These users require a bidirectional meter, which does not register the active energy of all the load, making difficult the assessment of its power factor. This paper presents a methodology to assess the power factor in users with power generation equipment for self-consumption. The methodology details the measurement equipment needed, the steps to calculate the load’s average power factor, and, for some cases, the penalization method. The results indicate that the proposed methodology isolates correctly the power generation effect from the power factor calculation, and this, in turn, avoids incorrect penalties.Uno de los cambios más recientes e importantes en las redes de distribución de energía eléctrica es el autoabastecimiento, actividad en la que uno o varios usuarios instalan equipos (usualmente panales fotovoltaicos e inversores) para generar su propia energía eléctrica, autoabastecerse y, en algunos casos, inyectar excedentes de energía a la red. Estos usuarios requieren de un medidor bidireccional, el cual no registra la energía activa de toda la carga, haciendo difícil la evaluación de su factor de potencia. Este artículo presenta una metodología para la evaluación del factor de potencia en un usuarios con autoabastecimiento. La metodología detalla los equipos de medición necesarios, los pasos para calcular el factor de potencia medio mensual de la carga, y, para los casos necesarios, el método de penalización por bajo factor de potencia. Los resultados muestran que, la metodología propuesta aísla correctamente el efecto de la generación del cálculo del factor de potencia, y esto, a su vez, evita penalizaciones incorrectas
Evaluación del Funcionamiento de la Protección Diferencial 87 en Transformadores Monofásicos Ante Presencia de Fallas, Mediante un Prototipo Didáctico
Get PDFIn the present work, the construction of a didactic prototype was carried out that allows evaluating the operation of the differential protection 87, through the parameterization of variables, for which several parameters are considered, such as the minimum operating current, the starting current or the pending operation, which together with the measured data, such as the primary and secondary current, which make it possible to determine the value corresponding to the differential current, allowing emulation of the differential protection function 87 and its percentage variant. To achieve the above, Arduino current sensors were used, which together with the Nano microprocessor, of the same brand, will allow data collection, which after processing, will be communicated to LabVIEW where a constant is used, which allows scaling the values obtained in order to develop the programming logic that allows the entry of parameters, selection of CT\u27s, calculation of the differential and minimum operating current, as well as the identification of the operating zones.En el presente trabajo se realizó la construcción de un prototipo didáctico que permite evaluar el funcionamiento de la protección diferencial 87, mediante la parametrización de variables, para lo cual se consideran varios parámetros, como la corriente mínima de operación, la corriente de arranque o la pendiente de operación, los cuales conjuntamente con los datos medidos, como la corriente el primario y secundario, que posibilitan determinar el valor correspondiente a la corriente diferencial, permitiendo emular la función de protección diferencial 87 y su variante porcentual. Para lograr lo anteriormente expuesto, se empleó sensores de corriente de Arduino, los cuales en conjunto con el microprocesador Nano, de la misma marca, permitirá la toma de datos, lo cuales tras su procesamiento, serán comunicados a LabVIEW donde se emplea una constante, la cual permite escalar los valores obtenidos para así, poder desarrollar la lógica de programación que permite el ingreso de parámetros, selección de TC’s, cálculo de la corriente diferencial y mínima de operación, así como también la identificación de las zonas de operación
Estudio de Indicadores de Desempeño Energético (IDEn) de un Hospital Básico en el Ecuador
Get PDFThe following paper presents a systematic process of energy use through an analysis of energy indicators in a healthcare building, where it affirms the importance of regular energy consumption profile requirements, being aware of this, this work studies the energy performance and establishes specific energy performance indicators of some healthcare areas. The authors analyzed a basic hospital located in the province of Cotopaxi (Ecuador), equipped with 15 beds, where a hospital energy balance was performed determining electric energy as the major energy carrier with 46, 84%, the electricity tariff was evaluated during the period of one year (2022), identifying an annual consumption of 124 030 kWh, the distributed percentage of electric energy in this hospital was identified, with the highest consumption being electric motors with 38%, and lighting with 22%, and identified energy indicators that allowed decisions to be made to help make energy savings through the analysis of power and lighting quality. Based on this analysis, a capacitor bank was implemented that helped improve the power factor from 0,87 to 0,95 and fluorescent lamps were replaced with LEDs, optimizing the level of luminosity within the permitted levels, which resulted in a reduction of 8 807, 69 kWh/year and reduced carbon dioxide emissions by 1 688,43 (kg/CO2/year).El siguiente documento presenta un proceso sistemático del uso de la energía a través de un análisis de indicadores energéticos en un edificio sanitario, donde se afirma la importancia de requerimientos de perfiles de consumo energético con regularidad, siendo consciente de esto, este trabajo estudia el desempeño energético y establece indicadores de rendimiento energético específico de algunas áreas sanitarias. Los autores analizaron un hospital básico situado en la provincia de Cotopaxi (Ecuador), dotado de 15 camas, donde se realizó un balance energético, determinando a la energía eléctrica como el mayor portador energético con un 46,84% , la tarifa eléctrica se evaluó durante el periodo de un año (2022), identificando un consumo anual de 124 030 kWh, se identificó el porcentaje distribuido de energía eléctrica en este hospital, siendo el de mayor consumo los motores eléctricos con un 38%, e iluminación con un 22%, e identificó indicadores energéticos que permitieron tomar decisiones que ayuden a efectuar ahorros de energía mediante el análisis de calidad de energía y lumínica en base a este análisis se implementó un banco de capacitores que ayudo a mejorar el factor de potencia de 0,87 a 0,95 y se sustituyó lámparas fluorescentes por LED optimizando el nivel de luminosidad dentro de los niveles permitidos, efectuado esto se redujo 8 807.69 kWh/año y disminuyo las emisiones de dióxido de carbono en 1 688,43(kg/CO2/año)
Ubicación Óptima de Reconectadores en Redes de Distribución con Generación Distribuida Utilizando Algoritmos Genéticos e Índices de Calidad de Servicio
Get PDFThis paper presents a mathematical model for optimal location of reclosers placement using the genetic algorithm optimization technique in distribution systems, considering the insertion of distributed resources, such as distributed systems. The methodology includes the power flow solution using the open-source software OpenDSS, through the interface developed by Electric Power Research Institute - EPRI. The values of voltages, currents, powers and SAIFI/SAIDI indicators are transferred to Matlab software. The optimization algorithm determines the proper positions to install reclosers.Este artículo presenta un modelo matemático para la ubicación óptima de reconectadores utilizando la técnica de optimización de algoritmos genéticos en sistemas de distribución, considerando la inserción de recursos distribuidos, como los sistemas distribuidos. La metodología incluye la solución del flujo de potencia utilizando el software de código abierto OpenDSS, a través de la interfaz desarrollada por Electric Power Research Institute - EPRI. Los valores de voltajes, corrientes, potencias e indicadores SAIFI/SAIDI se transfieren al software Matlab. El algoritmo de optimización determina las posiciones adecuadas para instalar reconectadores
Análisis de Indicadores de Calidad para la Actualización de la Regulación No. CONELEC – 003/08 Calidad del Transporte de Electricidad y del Servicio de Transmisión y Conexión en el Sistema Nacional Interconectado
Get PDFThis article presents a diagnosis of the transmission service quality situation in Ecuador based on the analysis of the statistical information of the National Transmission System (SNT) and the evolution of the quality parameters and indicators established in the Regulation No. CONELEC – 003/08 Quality of Electricity Transportation and Transmission and Connection Service in the National Interconnected System. In addition to this, considering that the aforementioned regulation has not been modified since its approval in 2008 and that today there is a different network topology, even with new voltage levels for the SNT, based on results obtained, new criteria are proposed that allow the updating or reform of the Regulation; For this purpose, IEEE standards and international transmission quality regulations were examined to identify the indices and limits used for their control.En este artículo se presenta el diagnóstico de la situación de la calidad del servicio de la Transmisión en el Ecuador a partir del análisis de la información estadística del Sistema Nacional de Transmisión (SNT) y la evolución de los parámetros e indicadores de calidad establecidos en la regulación No. CONELEC – 003/08 Calidad del Transporte de Electricidad y del Servicio de Transmisión y Conexión en el Sistema Nacional Interconectado. Además de esto, bajo la consideración de que la regulación en referencia no ha sido modificada desde su aprobación en el año 2008 y que hoy en día se cuenta con una topología de red distinta, incluso con nuevos niveles de voltaje para el SNT, con base a los resultados obtenidos, se analizan aspectos que podrían considerarse para la actualización o reforma de la referida regulación. Para el efecto se estudiaron las normas IEEE y regulaciones internacionales de calidad de transmisión para identificar los índices y límites utilizados para su control a nivel mundial
Análisis Estadístico de Sobretensiones por Maniobra de energización en Líneas de Transmisión de Extra Alta Tensión
Get PDFIn this paper, the Gaussian and modified Weibull distributions are applied to obtain the representative overvoltages of energizing switching operations in Extra High Voltage lines, and the results obtained in the representative phase-to-ground and phase-to-phase overvoltages for three energizing scenarios are compared. In addition, the methodology to perform a statistical study of overvoltages in the ATPDraw software is presented, using the Ecuador-Peru 500 kV interconnection as a case study. The results show that both distributions are applicable for statistical analysis of overvoltages if voltage magnitudes with equal probability of appearing in the system are considered.En este trabajo se aplican las distribuciones Gaussiana y Weibull modificada para obtener las sobretensiones representativas de maniobras de energización en líneas de Extra Alto Voltaje y se comparan los resultados obtenidos en las sobretensiones representativas fase-tierra y fase-fase para tres escenarios de energización. Además, se expone la metodología para realizar un estudio estadístico de sobretensiones en el software ATPDraw, tomando como caso de estudio la interconexión Ecuador-Perú 500 kV. Los resultados demuestran que ambas distribuciones son aplicables para un análisis estadístico de sobretensiones si se consideran magnitudes de voltaje con igual probabilidad de aparecer en el sistema
Predicción de la Dosis Óptima de Policloruro de Aluminio para el Proceso de Coagulación en el Tratamiento de Agua Potable mediante Redes Neuronales Artificiales
Get PDFDrinking–water Treatment Plants (DWTP) dosing coagulant chemicals determines the success of water quality. The addition of these compounds is usually a manual procedure performed by trained people. This task is quite difficult because it requires a lot of experience for a correct dosage. To solve this problem, this study is based on the analysis of data collected from a raw water source located in Ecuador. Then, using the information on the physical-chemical parameters of the raw water, the definition of the doses of Polyaluminum Chloride (PAC), and the input and output variables of the dosage process are identified. Consequently, the implementation of an intelligent control system based on Artificial Neural Networks (ANN) is proposed. These experiments start with data collection and analysis in order to establish the variables involved in the process. The proposed neural model has three hidden layers, and it uses adaptive gradient algorithms. An analysis of the results was performed using Mean Absolute Percentage Error (MAPE) and Root Mean Square Error (RMSE). The PAC predictive model in the training phase gives a MAPE value of 0.0425 for the not adjusted values and 0.0262 for the adjusted numerical values. However, in the test phase the neural model achieves a MAPE of 0.057 for the not adjusted PAC values and 0.041 for the adjusted values. It can be concluded that this alternative provides an efficient solution when solving dosing problems in DWTPs, having reliable results from the RMSE and MAPE metrics.Las plantas de tratamiento de agua potable (PTAPs) disponen de una etapa de dosificación de químicos coagulantes, la cual determina el éxito de la calidad del agua. La adición de estos compuestos comúnmente es un procedimiento manual realizado por personal capacitado. Esta resulta una tarea crítica debido a que requiere cierto nivel de experiencia para una correcta dosificación. Como posible solución, este estudio se basa en el análisis de datos recolectados de una fuente de agua cruda ubicada en Ecuador. Utilizando la información de los parámetros físico-químicos del agua cruda, se identifican la definición de las dosis de Policloruro de Aluminio (PAC), y las variables de entrada y salida del proceso. En consecuencia, se propone la implementación de un sistema de control inteligente basado en Redes Neuronales Artificiales (RNA). Estos experimentos comienzan con la recolección y análisis de datos para establecer las variables involucradas en el proceso. El modelo neuronal propuesto dispone de tres capas ocultas y utiliza algoritmos de gradiente adaptativo. Se realizó un análisis de los resultados utilizando el error porcentual absoluto medio (MAPE) y el error cuadrático medio (RMSE). El modelo predictivo de PAC en fase de entrenamiento da un valor MAPE de 0,0425 para los valores no ajustados y de 0,0262 para los valores numéricos ajustados. Sin embargo, en la fase de prueba el modelo neuronal alcanza un MAPE de 0,057 para los valores de PAC no ajustados y de 0,041 para los ajustados. Se puede concluir que esta alternativa brinda una solución eficiente a la hora de resolver problemas de dosificación en PTAPs, teniendo resultados confiables de las métricas RMSE y MAPE
Diagnóstico del Estado de Transformadores de Distribución Mediante el Ensayo de Análisis de Respuesta en Frecuencia
Get PDFIn this document which made an analysis of the SFRA theoretical framework explain the methodology of the test, it uses technical documents about the execution and interpretation of SRFA. Subsequently, three distribution transformers will be diagnosed with the frequency sweep method. An operator, who implement this test, must use measuring equipment with international certifications and should utilize the IEEE C57.149 standard as a guide because SFRA is a relatively new test in the country. Essays like the SFRA, guarantee the detection of minimal damage in the equipment, ensuring a correct diagnostic of the transformer and thus generating scheduled maintenances of times and lower cost.En este documento se realizará un análisis del marco teórico que rige SFRA y se ilustrará su metodología, a través de documentos técnicos relacionados exclusivamente con la ejecución e interpretación del ensayo. Posteriormente, a través de equipos de medición con certificaciones internacionales y que aseguran el cumplimiento de parámetros detallados en normas IEC e IEEE, se ejecutara el ensayo de diagnóstico en 3 transformadores de distribución, para luego dar paso al diagnóstico de estos equipos, tomando como guía la norma IEEE C57.149. Ensayos como el Análisis de Respuesta en Frecuencia (SFRA), garantizan la detección de mínimos daños en la estructura del equipo, asegurando un correcto diagnóstico del transformador y por ende generando a su vez mantenimientos programados de tiempos y costos menores