Ubicación óptima de generación distribuida en sistemas de distribución usando un modelo de programación no lineal entero mixto

En este artículo se presenta un modelo de programación matemática para la ubicación óptima de generación distribuida en sistemas de distribución. Se considera una empresa de distribución que puede comprar energía del mercado mayorista, y alternativ

Diagnóstico de Procesos Industriales Mediante Predicción de Estados Funcionales con Inteligencia Artificial

Este artículo presenta el diseño de una estrategia inteligente, para el diagnóstico automático de procesos industriales mediante la predicción con Redes Neuronales Artificiales (RNAs) y clasificación difusa. Para diseñar la estrategia de diagnóstico se utilizó información histórica del proceso. La clasificación fue implementada como herramienta para el agrupamiento difuso de patrones. Las RNAs de configuración multicapa fueron entrenadas para predecir los estados funcionales del proceso. Las salidas en la etapa de predicción son las entradas del clasificador. En el esquema de diagnóstico propuesto la estimación de los estados funcionales es presentada a los operarios de los procesos, como información futura para generar las acciones preventivas antes de la transición hacia un estado de falla. La estrategia propuesta fue implementada sobre un sistema de control convencional; y sobre un sistema de producción de aire medicinal

Diagnóstico de Procesos Industriales Mediante Predicción de Estados Funcionales con Inteligencia Artificial

Este artículo presenta el diseño de una estrategia inteligente, para el diagnóstico automático de procesos industriales mediante la predicción con Redes Neuronales Artificiales (RNAs) y clasificación difusa. Para diseñar la estrategia de diagnóstico se utilizó información histórica del proceso. La clasificación fue implementada como herramienta para el agrupamiento difuso de patrones. Las RNAs de configuración multicapa fueron entrenadas para predecir los estados funcionales del proceso. Las salidas en la etapa de predicción son las entradas del clasificador. En el esquema de diagnóstico propuesto la estimación de los estados funcionales es presentada a los operarios de los procesos, como información futura para generar las acciones preventivas antes de la transición hacia un estado de falla. La estrategia propuesta fue implementada sobre un sistema de control convencional; y sobre un sistema de producción de aire medicinal

Diagnóstico de Procesos Industriales Mediante Predicción de Estados Funcionales con Inteligencia Artificial

Este artículo presenta el diseño de una estrategia inteligente, para el diagnóstico automático de procesos industriales mediante la predicción con Redes Neuronales Artificiales (RNAs) y clasificación difusa. Para diseñar la estrategia de diagnóstico se utilizó información histórica del proceso. La clasificación fue implementada como herramienta para el agrupamiento difuso de patrones. Las RNAs de configuración multicapa fueron entrenadas para predecir los estados funcionales del proceso. Las salidas en la etapa de predicción son las entradas del clasificador. En el esquema de diagnóstico propuesto la estimación de los estados funcionales es presentada a los operarios de los procesos, como información futura para generar las acciones preventivas antes de la transición hacia un estado de falla. La estrategia propuesta fue implementada sobre un sistema de control convencional; y sobre un sistema de producción de aire medicinal

Static compensators assessment in the wind power systems transient stability with induction generators in distribution networks

Evaluación de compensadores estáticos en la estabilidad transitoria de sistemas eólicos con generadores de inducción en redes de distribuciónEn la actualidad la mayoría de los parques eólicos utilizan generadores de inducción para su operación. Debido a su naturaleza, estos generadores normalmente son equipados con elementos de compensación que pueden ser de naturaleza estática o dinámica. En este artículo se presenta una evaluación del uso de compensadores estáticos en la estabilidad de sistemas eólicos equipados con generadores de inducción. Para el estudio se utilizó un sistema base sobre el cual se simula una falla trifásica que desestabiliza la red. Posteriormente, para estabilizar la red y evitar una eventual desconexión o daño del parque eólico, se consideraron tres alternativas de compensación: condensadores, STATCOM y SVC. Las simulaciones fueron realizadas en la herramienta Simulink de MATLAB@, mostrando resultados satisfactorios para las alternativas de compensación estudiadas en cuanto a su desempeño y eficacia. Las simulaciones realizadas permitieron identificar al STATCOM con IGBT como la compensación más efectiva frente a eventuales contingencias. Por otro lado, se encontró que todas las opciones estudiadas son igualmente efectivas para la compensación de tensión en régimen de estado estable.AbstractCurrently, most wind power plants use induction generators in their operation. Due to their nature, these generators are usually equipped either with static or dynamic compensation devices. This paper presents an assessment of the use of static compensators in the stability of wind induction generators. To perform the study, a base case was used in which a three-phase fault that destabilizes the network is simulated. Then, to stabilize the network and avoid an eventual disconnection or damage of the wind power farm, three compensation alternatives were considered: capacitors, STATCOM and SVC. The effectiveness and performance of each of these alternatives were evaluated. Simulations were carried out in Simulink of MATLAB@, showing satisfactory results for the compensation alternatives under study. The performed simulations identified the STATCOM with IGBT as the most effective compensation under eventual contingencies. On the other hand, it was found that all the studied alternatives are equally effective for voltage compensation in steady state conditions.Keywords: stability, static compensators, induction generators, wind farms

Efectos de los incentivos para energías renovables en Colombia

RESUMEN: Introducción: En este artículo se estudian los efectos potenciales de la nueva regulación para promover el desarrollo de las tecnologías renovables en Colombia. Métodos: Se estableció una metodología para incluir los efectos de los incentivos de impuestos en el cálculo de los Costos Nivelados de Energía Eléctrica (LCOE, por su sigla en inglés). Se analizaron dos incentivos: deducción de impuestos en la inversión y depreciación acelerada de activos. Resultados: Los primeros cálculos muestran hasta un 20% de reducción en los LCOE; desafortunadamente, la regulación no permite que pequeños o nuevos proyectos puedan aplicar a todos los incentivos. Por esta razón, se propusieron dos mecanismos complementarios para permitir que pequeños proyectos puedan aplicar a los incentivos. Como resultado se obtiene 30% de reducción en los LCOE para generación fotovoltaica y 15% para generación basada en biomasa forestal. Conclusiones: El factor fiscal deducido permite el cálculo directo de los LCOE ajustados y evita la elaboración de extensos flujos de caja. El alto potencial de biomasa en Colombia y los mecanismos propuestos permiten obtener LCOE menores que los precios de paridad de red en la mayoría de las zonas no interconectadas. Esto representa una gran oportunidad en Colombia, dado el gran potencial de este recurso y la posibilidad de crear nuevas oportunidades de empleo.ABSTRACT: Introduction: This paper studies the potential effects of a new regulation to promote the development of renewable energy technologies in Colombia. Methods: This work establishes a methodology to include the effects of tax incentives in the calculation of the Levelized Cost of Electricity (LCOE). Two incentives are analyzed: tax deductions on the investment and accelerated depreciation on assets. Results: The first calculation shows up to 20% reduction in the LCOE; unfortunately, the regulation restricts small or new business from applying for all incentives. For this reason, two complementary mechanisms are proposed to allow small business ventures, such as forest biomass projects, to apply for incentives. As a result, a 30% reduction in the LCOE is obtained for photovoltaics (PV) and 15% for forest biomass. Conclusions: The deducted tax factor permits the direct computation of a tax-adjusted LCOE, avoiding extensive cash flow calculations. The high potential of biomass resources in Colombia and the proposed mechanisms can push LCOE prices lower than the grid parity cost in most isolated regions. This represents a great opportunity in Colombia because of the huge amount of biomass resources and the potential to create new job opportunities

Metodologías de optimización aplicadas a la coordinación óptima de protecciones de sobrecorriente

La coordinación de relés de protección en los sistemas eléctricos de potencia (SEP) es una de las tareas más importantes y dispendiosas, debido al impacto de una mala operación por descoordinación y a la cantidad de información que se debe procesar. En este artículo se presenta una revisión del estado del arte en la coordinación de relés de sobrecorriente. También se presentan algunas de las consideraciones a tener en cuenta para el empleo de protecciones adaptativas y varias de las metodologías que se han desarrollado desde la modelación matemática, hasta el uso de sistemas de inteligencia artificial para la coordinación de relés de sobrecorriente. Entre los métodos estudiados se encuentran: programación lineal, algoritmos evolutivos, algoritmos genéticos, optimización mediante colonia de partículas y algoritmos de colonias de abejas. Se presentan gráficos y tablas mostrando la evolución de las diferentes técnicas empleadas para abordar el problema de coordinación óptima de protecciones de sobrecorriente.Palabras clave: Coordinación de relés de sobrecorriente, Computación evolutiva, Inteligencia artificial.ABSTRACTCoordination of protection relays is one the most important and time consuming tasks in power systems due to the consequences that a lack of coordination might cause, and to the amount of information that must be processed. A review of the state of the art on overcurrent relay coordination is presented as well as some considerations to be taken into account in the use of adaptive protections and several methodologies that have been developed from the mathematical modeling to the use of artificial intelligence for the coordination of overcurrent relays. Among the discussed methods are: linear programming, evolutionary algorithms, genetic algorithms, particle swarm optimization and artificial bee colony algorithms. Several figures and tables are shown to depict the evolution of different techniques applied to the optimal overcurrent relay coordination problem.Keywords: Overcurrent relay coordination, Evolutionary computation, Artificial intelligence

Un modelo combinado de despacho pool/bilateral para mercados

The safe operation of the power system is a difficult task for the system operator, which is responsible for its coordination, control and monitoring. In most power systems, security is managed through a multi-stage methodology. In this case, the security criteria are incorporated through additional restrictions that modify the initial dispatch calculation. This article presents a generation dispatch model for competitive electricity markets considering safety restrictions. The proposed methodology combines the generation of pool markets and bilateral contracts with optimal post-contingency power flows coupled in a single dispatch model, which avoids economic inefficiencies that appear in conventional multi-stage dispatches. The proposed model is linear, and as such, it is based on the DC model of the network. A six-bar didactic system and the IEEE RTS – 24 system are used to illustrate the operation and effectiveness of the proposed methodology and to compare it with the basic pool / bilateral dispatch without security restrictions. The results show that the inclusion of security restrictions leads to a more expensive dispatch. On the other hand, it was found that the execution of firm bilateral contracts can lead to congestion problems in the system.La operacíon segura del sistema de potencia es una tarea difícil para el operador del sistema, el cual es responsable por la coordinación, control y monitoreo de este. En la mayoría de los sistemas de potencia, la seguridad es manejada mediante una metodología multi–etapa. En este caso, los criterios de seguridad son incorporados mediante restricciones adicionales que modifican el cálculo de despacho inicial. En este artículo se presenta un modelo de despacho de generación para mercados eléctricos competitivos considerando restricciones de seguridad. La metodología propuesta combina el despacho de generación de mercados pool y contratos bilaterales con flujos de potencia óptimos post–contingencia acoplados en un solo modelo de despacho, lo cual evita ineficiencias económicas que aparecen en los despachos convencionales multi–etapa. El modelo propuesto es lineal, y como tal, se basa en el modelo DC de la red. Un sistema didáctico de seis barras y el sistema IEEE RTS–24 son utilizados para ilustrar la operación y efectividad de la metodología propuesta y para compararlo con el despacho pool/bilateral básico sin restricciones de seguridad. Los resultados muestran que la inclusión de restricciones de seguridad lleva a un despacho más costoso. Por otra parte, se encontró que la ejecución de contratos bilaterales firmes puede llevar a problemas de congestión en el sistema

Un modelo combinado de despacho pool/bilateral para mercados

The secure operation of the electric power system is a challenging task for the system operator which is responsible of its coordination, control and monitoring. In most power systems security is typically handled on a multi–stateapproach. In which case, security criteria are incorporated by means of additional constraints, modifying the initial dispatch calculation. In this papera generation dispatch model for competitive energy markets considering security constraints is presented. The proposed approach combines the generationdispatch related to pool and bilateral markets with coupled post–contingency optimal power flows into a single optimal dispatch model, avoiding economic inefficiencies that appear in conventional multi–stage dispatch approaches.The proposed model is linear, and as such, it is based on a DC model of the network. A 6–bus didactic system and the IEEE RTS–24 bus test systemare used in order to show the operation and effectiveness of the proposed approach and to compare it with the basic pool/bilateral dispatch with no security constraints. Results show that the inclusion of security constraints leadto a higher dispatch cost. Furthermore, it was found that the enforcement offirmed bilateral contracts might lead to system congestion.PACS. 88.80.H-, 88.50.Mp, 88.05.LgLa operacíon segura del sistema de potencia es una tarea difícil para el operador del sistema, el cual es responsable por la coordinación, control y monitoreo de este. En la mayoría de los sistemas de potencia, la seguridad es manejada mediante una metodología multi–etapa. En este caso, los criterios de seguridad son incorporados mediante restricciones adicionales que modifican el cálculo de despacho inicial. En este artículo se presenta un modelo de despacho de generación para mercados eléctricos competitivos considerando restricciones de seguridad. La metodología propuesta combina el despacho de generación de mercados pool y contratos bilaterales con flujos de potencia óptimos post–contingencia acoplados en un solo modelo de despacho, lo cual evita ineficiencias económicas que aparecen en los despachos convencionales multi–etapa. El modelo propuesto es lineal, y como tal, se basa en el modelo DC de la red. Un sistema didáctico de seis barras y el sistema IEEE RTS–24 son utilizados para ilustrar la operación y efectividad de la metodología propuesta y para compararlo con el despacho pool/bilateral básico sin restricciones de seguridad. Los resultados muestran que la inclusión de restricciones de seguridad lleva a un despacho más costoso. Por otra parte, se encontró que la ejecución de contratos bilaterales firmes puede llevar a problemas de congestión en el sistema.PACS. 88.80.H-, 88.50.Mp, 88.05.L

Flujo de potencia AC descentralizado para sistemas de potencia multi-área usando un método de descomposición basado en relajación Lagrangiana

RESUMEN: Este artículo presenta un método de solución descentralizada para el problema de flujo de potencia AC en sistemas de potencia con áreas interconectadas. La metodología propuesta permite encontrar el punto de operación de un área en particular sin la necesidad de conocer explícitamente los datos de las áreas adyacentes, siendo sólo necesario intercambiar información de frontera relacionada con las líneas de interconexión entre áreas. El método se basa en la descomposición de las condiciones de optimalidad de primer orden del flujo de potencia AC, el cual se formula como un problema de programación no lineal. Un sistema didáctico de 9 barras, el sistema IEEE RTS-96 y el sistema de prueba IEEE de 118 barras se utilizan para mostrar la operación y eficiencia del flujo de potencia AC distribuido.ABSTRACT: A decentralized solution method to the AC power flow problem in power systems with interconnected areas is presented. The proposed methodology allows finding the operation point of a particular area without explicit knowledge of network data of adjacent areas, being only necessary to exchange border information related to the interconnection lines between areas. The methodology is based on the decomposition of the first order optimality conditions of the AC power flow, which is formulated as a nonlinear programming problem. A 9-bus didactic system, the IEEE Three Area RTS-96 and the IEEE 118 bus test systems are used in order to show the operation and effectiveness of the distributed AC power flow