Economic dispatch of renewable generators and BESS in DC microgrids using second-order cone optimization

A convex mathematical model based on second-order cone programming (SOCP) for the optimal operation in direct current microgrids (DCMGs) with high-level penetration of renewable energies and battery energy storage systems (BESSs) is developed in this paper. The SOCP formulation allows converting the non-convex model of economic dispatch into a convex approach that guarantees the global optimum and has an easy implementation in specialized software, i.e., CVX. This conversion is accomplished by performing a mathematical relaxation to ensure the global optimum in DCMG. The SOCP model includes changeable energy purchase prices in the DCMG operation, which makes it in a suitable formulation to be implemented in real-time operation. An energy short-term forecasting model based on a receding horizon control (RHC) plus an artificial neural network (ANN) is used to forecast primary sources of renewable energy for periods of 0.5h. The proposed mathematical approach is compared to the non-convex model and semidefinite programming (SDP) in three simulation scenarios to validate its accuracy and efficienc

Ensayo en banco de una microturbina JetCat 120p para la caracterizacion de las emisiones gaseosas contaminantes

Específicamente, las emisiones de los motores de los aviones incluyen el dióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H2O), óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO), óxidos de azufre (SOX), hidrocarburos no quemados (HC), material particulado (PM), compuestos orgánicos volátiles (VOCs), y otros compuestos. De distinta forma, dichos gases afectan tanto de manera directa al medioambiente, con su cuota parte a la contaminación global y su aporte al calentamiento global a escala mundial, y al impacto sobre su entorno poblacional aeroportuario a escala local. Las cantidades totales de gases emanados dependen de ciertos factores tales como el tipo de combustible utilizado, la riqueza de la mezcla, las condiciones atmosféricas de operación, y la etapa de vuelo analizada, entre otros. En un primer lugar, en el presente estudio se realiza una revisión bibliográfica, para la determinación de dichos parámetros de la combustión que influyen en la concentración de las emisiones gaseosas. Para la validación de algunos de dichos factores, se procede al ensayo de una microturbina JetCat 120p donde mediante un banco de ensayos equipado se mide y se analiza las emisiones gaseosas contaminantes cuando ésta opera en distintos regímenes operacionales. Si bien dichos ensayos se han realizado con combustible keroseno (estructura molecular semejante al Jet Al) los procedimientos de medición y análisis de resultados se han realizado en base a la normativa: A. N. Standard, "Laboratory Methods of Testinf Fansfor Rating," 1999, y la normativa: International Civil Aviation Organization (ICAO), "Annex 16 Environmental Protection - Volume II: Alrcraft Engine Emissions," 2008. El estudio efectuado se encuentra encolumnado con los objetivos del comité de protección ambientalaeronáutica (CAEP) conformado por la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), particularmente con los del Grupo de Trabajo 3 (WG3) que se centra en la mitigación de las emisiones gaseosas.Eje: Reducción de contaminantes.Facultad de Ingenierí

Ensayo en banco de una microturbina JetCat 120p para la caracterizacion de las emisiones gaseosas contaminantes

Específicamente, las emisiones de los motores de los aviones incluyen el dióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H2O), óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO), óxidos de azufre (SOX), hidrocarburos no quemados (HC), material particulado (PM), compuestos orgánicos volátiles (VOCs), y otros compuestos. De distinta forma, dichos gases afectan tanto de manera directa al medioambiente, con su cuota parte a la contaminación global y su aporte al calentamiento global a escala mundial, y al impacto sobre su entorno poblacional aeroportuario a escala local. Las cantidades totales de gases emanados dependen de ciertos factores tales como el tipo de combustible utilizado, la riqueza de la mezcla, las condiciones atmosféricas de operación, y la etapa de vuelo analizada, entre otros. En un primer lugar, en el presente estudio se realiza una revisión bibliográfica, para la determinación de dichos parámetros de la combustión que influyen en la concentración de las emisiones gaseosas. Para la validación de algunos de dichos factores, se procede al ensayo de una microturbina JetCat 120p donde mediante un banco de ensayos equipado se mide y se analiza las emisiones gaseosas contaminantes cuando ésta opera en distintos regímenes operacionales. Si bien dichos ensayos se han realizado con combustible keroseno (estructura molecular semejante al Jet Al) los procedimientos de medición y análisis de resultados se han realizado en base a la normativa: A. N. Standard, "Laboratory Methods of Testinf Fansfor Rating," 1999, y la normativa: International Civil Aviation Organization (ICAO), "Annex 16 Environmental Protection - Volume II: Alrcraft Engine Emissions," 2008. El estudio efectuado se encuentra encolumnado con los objetivos del comité de protección ambientalaeronáutica (CAEP) conformado por la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), particularmente con los del Grupo de Trabajo 3 (WG3) que se centra en la mitigación de las emisiones gaseosas.Eje: Reducción de contaminantes.Facultad de Ingenierí

Ensayo en banco de una microturbina JetCat 120p para la caracterizacion de las emisiones gaseosas contaminantes

Específicamente, las emisiones de los motores de los aviones incluyen el dióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H2O), óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO), óxidos de azufre (SOX), hidrocarburos no quemados (HC), material particulado (PM), compuestos orgánicos volátiles (VOCs), y otros compuestos. De distinta forma, dichos gases afectan tanto de manera directa al medioambiente, con su cuota parte a la contaminación global y su aporte al calentamiento global a escala mundial, y al impacto sobre su entorno poblacional aeroportuario a escala local. Las cantidades totales de gases emanados dependen de ciertos factores tales como el tipo de combustible utilizado, la riqueza de la mezcla, las condiciones atmosféricas de operación, y la etapa de vuelo analizada, entre otros. En un primer lugar, en el presente estudio se realiza una revisión bibliográfica, para la determinación de dichos parámetros de la combustión que influyen en la concentración de las emisiones gaseosas. Para la validación de algunos de dichos factores, se procede al ensayo de una microturbina JetCat 120p donde mediante un banco de ensayos equipado se mide y se analiza las emisiones gaseosas contaminantes cuando ésta opera en distintos regímenes operacionales. Si bien dichos ensayos se han realizado con combustible keroseno (estructura molecular semejante al Jet Al) los procedimientos de medición y análisis de resultados se han realizado en base a la normativa: A. N. Standard, "Laboratory Methods of Testinf Fansfor Rating," 1999, y la normativa: International Civil Aviation Organization (ICAO), "Annex 16 Environmental Protection - Volume II: Alrcraft Engine Emissions," 2008. El estudio efectuado se encuentra encolumnado con los objetivos del comité de protección ambientalaeronáutica (CAEP) conformado por la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), particularmente con los del Grupo de Trabajo 3 (WG3) que se centra en la mitigación de las emisiones gaseosas.Eje: Reducción de contaminantes.Facultad de Ingenierí

Análisis de metodologías de optimización inteligentes para la determinación de la presión en cámara de combustión de motores alternativos de combustión interna por métodos no intrusivos

El objetivo de esta tesis es el desarrollo de una metodología basada en la medida de la velocidad angular instantánea del motor, para obtener la presión instantánea en cada cilindro del mismo y los parámetros asociados al proceso de combustión en cada uno de ellos, a través de un modelo completo del sistema. Con el objeto de salvar los inconvenientes asociados a la elevada no linealidad de los mod elos existentes, se analiza también la utilización de técnicas de optimización inteligentes, tales como Algoritmos Genéticos y Redes Neuronales Artificiales, como elementos básicos para la metodología buscada

Methodology improvements to simulate performance and emissions of engine transient cycles from stationary operating modes: A case study applied to biofuels

In the present study engine/vehicle responses from a standardized transient test cycle are estimated using 13 stationary operating regimes following a previously developed methodology. The main advantage of the methodology tested is that allows obtaining an estimation of transient parameters in a stationary test bench, which requirements are much less demanding than those of the transient test bench. The objectives are: in one hand, to demonstrate that the methodology correctly estimates engine responses regardless of the fuel tested, as it is proposed in a previous paper and, on the other hand, to improve the methodology and the accuracy of the estimated parameters. The fuels tested are renewable fuels from different raw materials (biodiesel from rapeseed, sunflower, and soybean), and diesel fuel as the reference. Biodiesels were tested neat and blended (30% v/v) with diesel fuel. The engine is a common-rail light-duty one, and the standardized testing procedure used to illustrate the implementation of the methodology is the New European Driving Cycle (NEDC). Two design of experiments (DoE) of 13 runs each were analyzed. One of the DoE tested was proposed for characterizing the NEDC, referred as to CTDoE design, while the other one is a five-level fractional factorial design (FFDoE) that adequately matches the optimality criteria of orthogonality, D-optimal criterion, rotatability, and space-filling. The original methodology was improved by the implementation of a new fitting function that simulates the cold start effect over the engine parameters and by an new definition of the boundary in the [n,M] domain. These improvements showed significantly higher accuracy of the estimated engine parameters obtained, both instantaneous and accumulated, respect to the original methodology. The results obtained based on the application of the FFDoE design support the feasibility of the methodology tested. Engine performance and regulated emissions responses, such as intake air and fuel mass flow rate, thermomechanical exergy rate, exhaust gas residual heat rate, total hydrocarbons (THC), nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO) and particulate matter (PM) emissions from a transient test were instantaneously and cumulatively predicted with high accuracy using the engine responses from 13 steady-state operating modes

Why we should invest further in the development of internal combustion engines for road applications

The majority of on-road vehicles today are powered by internal combustion engines, which are, in most cases, burning petroleum-derived liquid fuels mixed with bio-components. The power to weight ratio of internal combustion engines combined with the high energy content of conventional fuels, which can be refilled easily in matter of minutes, makes them ideal for all kinds of road transportation. Since the introduction of EURO emissions norms, the emissions from the Transport sector in the European Union have undergone significant reduction. There are several alternatives to fossil fuels with similar properties, which can replace their usage in the Transport sector. The main focus of research in recent decades has been on biofuels, which can be produced from several sources. The production of biofuels is usually energy more intensive than production of fossil fuels, but their usage can contribute to emission reduction in the Transport sector. In recent years, a lot of effort was also put into promotion of electric vehicles as zero emissions vehicles. This statement should be reconsidered, since the greenhouse impact of electrical vehicles is not negligible. Conversely, in some cases, an electrical vehicle can have an even higher emission impact than modern vehicles with sophisticated internal combustion engines. This is characteristic for countries where the majority of the electricity is produced in coal power plants. With the decrease of greenhouse gas emissions in the Electricity Production sector, and with the increase of battery capacity, the role of electric vehicles in the Transport sector will probably increase. Despite significant research and financial investments in electric vehicles development, the transport sector in near future will be mostly powered by internal combustion engines and petroleum-derived liquid fuels. The amount of pollution from transport sector will be further regulated with stricter emission norms combined with smaller amount of alternative fuel usage

Autoaprendizaje y evalucación on-line : un acercamiento al Espacio Europeo de Educación Superior

Resumen tomado de la publicaciónSe describe la experiencia de innovación docente que se ha realizado a lo largo del curso académico 2009-2010 en la asignatura de Centrales Eléctricas de la Escuela de Ingenieros Industriales de la Universidad de Jaén y se presentan los resultados obtenidos. Consta de dos partes bien diferenciadas, la primera basada en e-learning que pretende facilitar al alumno el aprendizaje en dos cuestiones determinadas, centrales térmicas de vapor y centrales nucleares. Para ello en esta fase se han desarrollado dos aplicaciones, para el estudio y entendimiento de las centrales térmicas, más especialmente la que hay en el laboratorio, se ha desarrollado un programa que permite simular numéricamente la instalación. Para el estudio de las centrales nucleares se ha desarrollado un banco muy extenso de preguntas capaz de autocorregirse e indicar al alumno cuales ha sido sus fallos a través del uso de la platafora virtual de la Universidad de Jaén. La segunda parte se centra en el uso de herramientas de evaluación on-line con el objetivo de valorar el grado de aprendizaje que ha tenido el alumnado. Se pretende estimar la influencia que ha tenido el desarrollo de dichas aplicaciones sobre el aprendizaje de los alumnos, para ello, en el curso académico 2009-10, se han dividido los alumnos en dos grupos, uno voluntario de 30 alumnos que han utilizado las herramientas desarrolladas y otro de 43 que ha seguido el método tradicional. Posteriormente se les realiza a ambos grupos la evaluación on-line que lleva realizándose los dos últimos cursos, comparando los resultados obtenidos por el curso resultados del curso 2009-10 que como ya se ha descrito presenta en un grupo el método tradicional y en el otro el empleo de nuevas aplicaciones. Se presentan tanto los resultados relativos tanto a calificaciones como a la opinión del alumnado.NavarraUniversidad Pública de Navarra. Biblioteca Universitaria; Campus de Arrosadia; 31006 Pamplona; Tel. +34948169060; Fax +34948169069; [email protected]