Diseño de investigación de la calidad de potencia eléctrica y eficiencia energética en el edificio S-12 de la Universidad de San Carlos de Guatemala

Evaluar la calidad de potencia eléctrica y eficiencia energética en el edificio S-12, así enumerar los puntos críticos que se deben considerar en la auditoría eléctrica y establecer los estándares aceptables para un estudio de calidad de potencia eléctrica, según las normas IEEE y NTSD, así determinar las medidas a implementar

Caracterización de perturbaciones en calidad de potencia en redes eléctricas.

En el presente trabajo se comparan de manera experimental distintos procedimientos para el análisis de calidad de potencia en redes eléctricas. Para ello se simula una serie de ondas de valores y tipos determinados por los estándares de calidad de potencia, para luego extraer algunas de sus características por medio de su análisis usando la transformada wavelet discreta (DWT). Estas transformadas se realizan con distintas wavelets madres y en distintos niveles de resolución. Posteriormente, calculando sus normas, se obtienen indicadores significativos que permiten la clasificación de las distintas perturbaciones. Las clasificaciones se realizan por cuatro métodos distintos: red neuronal, red bayesiana, árbol de decisión y máquina con soporte de vectores (SVM). Se han logrado resultados satisfactorios para el conjunto de las ondas simuladas, mediante distintas wavelets madres, y diferentes clasificadores. Finalmente, en base a los resultados experimentales obtenidos, se propone un procedimiento de obtención y clasificación de características de las perturbaciones simuladas de la calidad de potencia, mediante algoritmos de bajo costo computacional

Control contributions to the universal operation of wind turbines

Ante la creciente dependencia energética de los países de la Unión Europea y los informes de contaminación atmosférica, la generación distribuida mediante energías renovables está modificando el sistema eléctrico actualmente basado en el paradigma centralizado. Dentro de las energías renovables con mayor impacto actual se encuentra la energía eólica. Un aspecto importante a mejorar en el marco de la calidad de potencia por parte del operador de la red de transmisión, es la continuidad del suministro. En estas circunstancias se define el concepto de microgrid como un sistema compuesto de al menos una fuente de generación distribuida asociada a cargas locales que pueden intencionalmente desconectarse del sistema de distribución con el objetivo de mejorar la fiabilidad del suministro. Este trabajo introduce la Operación Universal de aerogeneradores, donde éstos pueden trabajar conectados a red eléctrica y desconectarse de ella cuando ocurre un hueco o interrupción del suministro operando en modo isla. Es una aplicación específica del concepto de microgrid a aerogeneradores que evita el uso de sistemas de almacenamiento empleando únicamente las capacidades de almacenamiento y disipación intrínsecas de los aerogeneradores y se centra en contrarrestar interrupciones del suministro eléctrico del orden de unidades de minutos. Este trabajo se centra en abordar la problemática asociada a la Operación Universal de aerogeneradores desde el punto de vista del control de los convertidores de potencia: regulación del balance energético, compartición de la carga y control de la tensión local en modo isla y transiciones suaves entre modos de operación. Además, el sistema debe seguir manteniendo un rendimiento óptimo en modo conectado a red respetando los códigos de red: respuesta en potencia, calidad de potencia y respuesta ante perturbaciones

Identificación de parámetros de un modelo de horno de arco eléctrico empleando simulación y máquinas de soporte vectorial

El incremento de instalaciones eléctricas que cuentan entre sus cargas con hornos de arco eléctrico, ha venido generando gran interés en las empresas de distribución de energía debido a que esta carga se considera como la mías nociva para el sistema eléctrico de potencia en cuanto a calidad de potencia se refiere. Los hornos de arco eléctrico también son conocidos por ser fuentes de armónicos, estableciendo condiciones indeseables de operación en los elementos conectados a la red eléctrica. Por lo tanto, poder modelar el comportamiento de un horno de arco eléctrico cobra gran importancia para las compañías de distribución (entre otras), en cuanto les permitirá contar con una herramienta computacional para conocer el impacto que podría generar en el sistema de potencia o para diseñar sistemas de compensación

Evaluación del Impacto de la Generación Distribuida mediante Índices Normalizados con base en la Normatividad Colombiana y Estándares IEEE

This paper considers a short review of the scientific literature concerning standard power quality indexes and the colombian regulatory framework; the work was motivated in other studies proposing indexes to assess the impact of disturbances in power quality (with qualitative and quantitative approaches, with and without distributed generation). Thus, a proposal for standardised indexes is provided (voltage regulation, overvoltage and undervoltage, fault current,  amplitude of voltage dip,  total harmonic voltage distortion,  total demand distortion) implemented within a IEEE 34 nodes system; a comparison with the other proposals is also discussed.Se presenta una breve revisión de la literatura científica referente a índices normalizados en calidad de potencia y el marco regulatorio colombiano; el trabajo fue motivado por el reto de otros autores de plantear índices para evaluar el impacto de las perturbaciones de calidad de potencia (con enfoque cualitativo y cuantitativo, sin y con generación distribuida). Por ende se presenta una propuesta de índices normalizados (  Regulación de tensión,  sobretensión y subtensión,  corriente de falla,  amplitud de hueco de tensión,  distorsión armónica total en tensión,  distorsión de la demanda total) implementada en un sistema de 34 nodos de IEEE, los cuales son comparados con los propuestos por dichos autores. 

Evaluación del Impacto de la Generación Distribuida mediante Índices Normalizados con base en la Normatividad Colombiana y Estándares IEEE

This paper considers a short review of the scientific literature concerning standard power quality indexes and the colombian regulatory framework; the work was motivated in other studies proposing indexes to assess the impact of disturbances in power quality (with qualitative and quantitative approaches, with and without distributed generation). Thus, a proposal for standardised indexes is provided (voltage regulation, overvoltage and undervoltage, fault current,  amplitude of voltage dip,  total harmonic voltage distortion,  total demand distortion) implemented within a IEEE 34 nodes system; a comparison with the other proposals is also discussed.Se presenta una breve revisión de la literatura científica referente a índices normalizados en calidad de potencia y el marco regulatorio colombiano; el trabajo fue motivado por el reto de otros autores de plantear índices para evaluar el impacto de las perturbaciones de calidad de potencia (con enfoque cualitativo y cuantitativo, sin y con generación distribuida). Por ende se presenta una propuesta de índices normalizados (  Regulación de tensión,  sobretensión y subtensión,  corriente de falla,  amplitud de hueco de tensión,  distorsión armónica total en tensión,  distorsión de la demanda total) implementada en un sistema de 34 nodos de IEEE, los cuales son comparados con los propuestos por dichos autores. 

Control de la calidad de potencia en sistemas de conversión de energía eólica

Reconocidas las bondades de la energía eólica, la tendencia actual es la investigación de estrategias de control que permitan mejorar el desempeño del sistema de conversión. El control puede realizarse sobre la turbina o sobre el generador eléctrico. El control de la orientación de la turbina, o de sus palas, presenta severas restricciones debido al ancho de banda limitado de los actuadores y los esfuerzos sobre las partes mecánicas móviles. El control del generador, en cambio, se realiza sobre el subsistema eléctrico, por lo que es notablemente más versátil y confiable que el anterior (Leith y Leithead, 1997; Ekelund, 1997; Novak, 1995). La presente tesis aborda el problema de control del generador. Los objetivos de control son la optimización del rendimiento de conversión y, al mismo tiempo, la reducción de los efectos de las cargas aerodinámicas sobre la red eléctrica. Asimismo, se propone una estrategia de control para limitar la potencia suministrada a la red, tanto por seguridad del sistema mecánico como por cuestiones asociadas a la calidad de potencia. Por otro lado, se trata la compensación del sistema de conversión con filtros activos. Ésta tiene el propósito de complementar el mejoramiento de la calidad de potencia obtenido mediante el control del generador.Las estrategias de control propuestas se enmarcan dentro del control de estructura variable y sus regímenes deslizantes asociados. El control de estructura variable es particularmente apropiado para el control de sistemas de potencia que, por razones de eficiencia, emplean dispositivos electrónicos operando como llaves. Además, el control por modo deslizante tiene interesantes propiedades de robustez a incertidumbres en los parámetros del sistema, alta capacidad de rechazo a perturbaciones y ofrece un marco propicio para el control de sistemas no lineales complejos (Utkin, 1977; Utkin, 1993; Sira-Ramírez, 1988). La presente tesis está orientada al control de sistemas de velocidad variable conectados a red que emplean generador asincrónico de doble salida y recuperación de la potencia de resbalamiento. Sin embargo, la mayoría de los conceptos son directamente aplicables a otras configuraciones de sistemas de conversión de energía eólica. La configuración considerada en esta tesis presenta aspectos atractivos como generación a tensión y frecuencia de red, generación por encima de la potencia nominal de la máquina eléctrica, empleo de convertidores comparativamente pequeños y baratos dado que sólo procesan una fracción de la potencia generada (Ermis et al., 1992; Smith y Donegani, 1986; Çadirci y Ermis, 1992; Salameh y Kazda, 1986).Facultad de Ingenierí

Configuración del sistema eléctrico colombiano y normas que rigen la calidad de potencia

En el primer capitulo de la monografía trataremos la distribución del sistema eléctrico colombiano, además de cuales son los planes de expansión que se encuentran registrados en la Unidad de Planeación Minero Energética UPME. También se podrá observar con claridad cual es la capacidad instalada, y demanda real del sistema eléctrico colombiano. El segundo capítulo se refiere más que todo a determinar cuales son los problemas, las causas y los efectos en la calidad de la potencia en el contexto del marco regulatorio colombiano, ya que hoy en día, son muchas las instalaciones eléctricas que se ven seriamente afectadas por la distorsión armónica y otros factores. En efecto, en los últimos años ha aumentado el porcentaje de potencia eléctrica que se transfiere a través de equipos electrónicos debido a su mayor eficiencia energética y flexibilidad. Estos dispositivos no lineales que son los que producen la mayoría de la distorsión armónica en los sistemas de distribución, presentan una doble problemática. Por un lado son productores de armónicos, y por otro, son más sensibles a la distorsión resultante que los dispositivos tradicionales de los sistemas de potencia. Por ello, en la actualidad, se hace necesario utilizar índices que permitan cuantificar la calidad de suministro del sistema con respecto a la medida de los niveles de distorsión armónica y otros efectos.Incluye bibliografía y glosari

Control de la calidad de potencia en sistemas de conversión de energía eólica

Reconocidas las bondades de la energía eólica, la tendencia actual es la investigación de estrategias de control que permitan mejorar el desempeño del sistema de conversión. El control puede realizarse sobre la turbina o sobre el generador eléctrico. El control de la orientación de la turbina, o de sus palas, presenta severas restricciones debido al ancho de banda limitado de los actuadores y los esfuerzos sobre las partes mecánicas móviles. El control del generador, en cambio, se realiza sobre el subsistema eléctrico, por lo que es notablemente más versátil y confiable que el anterior (Leith y Leithead, 1997; Ekelund, 1997; Novak, 1995). La presente tesis aborda el problema de control del generador. Los objetivos de control son la optimización del rendimiento de conversión y, al mismo tiempo, la reducción de los efectos de las cargas aerodinámicas sobre la red eléctrica. Asimismo, se propone una estrategia de control para limitar la potencia suministrada a la red, tanto por seguridad del sistema mecánico como por cuestiones asociadas a la calidad de potencia. Por otro lado, se trata la compensación del sistema de conversión con filtros activos. Ésta tiene el propósito de complementar el mejoramiento de la calidad de potencia obtenido mediante el control del generador.Las estrategias de control propuestas se enmarcan dentro del control de estructura variable y sus regímenes deslizantes asociados. El control de estructura variable es particularmente apropiado para el control de sistemas de potencia que, por razones de eficiencia, emplean dispositivos electrónicos operando como llaves. Además, el control por modo deslizante tiene interesantes propiedades de robustez a incertidumbres en los parámetros del sistema, alta capacidad de rechazo a perturbaciones y ofrece un marco propicio para el control de sistemas no lineales complejos (Utkin, 1977; Utkin, 1993; Sira-Ramírez, 1988). La presente tesis está orientada al control de sistemas de velocidad variable conectados a red que emplean generador asincrónico de doble salida y recuperación de la potencia de resbalamiento. Sin embargo, la mayoría de los conceptos son directamente aplicables a otras configuraciones de sistemas de conversión de energía eólica. La configuración considerada en esta tesis presenta aspectos atractivos como generación a tensión y frecuencia de red, generación por encima de la potencia nominal de la máquina eléctrica, empleo de convertidores comparativamente pequeños y baratos dado que sólo procesan una fracción de la potencia generada (Ermis et al., 1992; Smith y Donegani, 1986; Çadirci y Ermis, 1992; Salameh y Kazda, 1986).Facultad de Ingenierí

TIEG: basic information of the research group

This paper presents a summary of the main activities of research group TIEG (Terrassa Industrial Electronics Group). The group objectives are basically focused on four main areas, i.e. Electromagnetic Compatibility (EMC) in power systems ; EMC in integrated circuits ; power electronics for energy management ; power electronics for motion controlPeer Reviewe