Frequency regulation for power systems with renewable energy sources

Both the increasing penetration of renewable sources and their participation in the production of power in the electrical system require a more comprehensive analysis of the dynamic behavior of the grid frequency regulation structure. In this sense, this work presents the use of Control Sensitivity Functions to describe the dynamical characteristics of both primary and secondary control loops in frequency regulation. Bode plots are employed as a visualization and analysis tool. These sensitivity functions are applied to study the behavior of the power system with the contribution of wind turbines through the inertia emulation techniques. In this regard, the effects of inertia variations in frequency control are addressed for power systems under the integration of wind units. The transfer functions of the system are obtained starting from a linearized wind turbine model. The mathematical relationships are formulated to analyze the sensitivity and stability regarding inertia coefficient H. These expressions are then verified through simulation of several cases under different stability conditions and disturbances in wind speed and loadResumen: Tanto la creciente penetración de fuentes renovables de energía como su participación en el despacho de suministro energético en el sistema de potencia requiere un análisis completo del comportamiento dinámico de la estructura de regulación de frecuencia. En este sentido, esta tesis presenta el uso de las Funciones de Sensibilidad de Control para describir las características dinámicas de los lazos primario y secundario de regulación de frecuencia en sistemas de potencia, utilizando diagramas de Bode como herramienta de visualización y análisis. Estas funciones de sensibilidad se aplican en el estudio del comportamiento dinámico de la regulación en frecuencia con contribuciones de turbinas eólicas a través de las técnicas de emulación inercial. Bajo este escenario, los efectos de las incertidumbres o variaciones en la inercia son estudiados desde la integración de las turbinas eólicas en la estructura de control. Partiendo de una representación lineal del sistema, se proponen las formulaciones matemáticas necesarias para analizar la sensibilidad y la estabilidad del sistema con respecto a los cambios en la inercia. Estas expresiones se verifican a través de simulación de varios casos bajo diferentes condiciones de estabilidad y perturbaciones en la velocidad del viento y en la carga del sistemaDoctorad

An algebraic observer for leak detection and isolation in plastic pipelines

In the continuation of authors' studies on leak diagnosis in pipelines, a new model-based Leak Detection and Isolation (LDI) algorithm is designed. This system only uses measures of flow and pressure coming from sensors placed at the ends of a pipeline. The present approach is based on a finite nonlinear pipeline model, and extended with variables related to the leak. On this basis, the purpose here is to investigate the use of a so-called algebraic observer to estimate the leak position and its magnitude. The corresponding observer design is thus presented, and its performances are illustrated both with simulation results, and experimental ones, with data taken from a real pipeline prototype.Consejo Nacional de Ciencia y TecnologíaInstitut Universitaire de FranceUniversidad Nacional de Colombi

An equivalent control based second order sliding mode observer using robust differentiators

In this paper a sliding-mode observer for a class of non-linear systems is proposed. The observer is based on the equivalent control method. The mathematical tools required to design such an observer are also presented. The proposed scheme can ensure finite time convergence of the observer and the reduction of chattering effect due to relay- type correction terms. Several examples are presented to illustrate the proposed method.ColcienciasCinvestavUniversidad Nacional de Colombi

Aplicación de analítica de datos en la evaluación de los procesos de investigación aplicada y desarrollo experimental para fortalecer las competencias del siglo XXI en una institución de educación no formal

This research work evaluated the strengthening of the skills demanded by the current information and knowledge society through the implementation of strategies or activities framed within the processes of applied research and experimental development in a higher education institution. The research had a mixed approach where techniques such as the survey and the interview were used through instruments such as the questionnaire with Likert-type scales and structured interviews applied to the educational community of teachers, students, and administrative employees. The data obtained from these instruments were processed and analyzed using the R®, Python®, and NVIVO® software. The conclusions indicate that implementing the activities can favor the acquisition and strengthening of skills demanded by today's society, both in generic (basic and transversal) and specific (technical) aspects.El presente trabajo de investigación evaluó el fortalecimiento que tienen las competencias demandadas por la actual sociedad de la información y el conocimiento a través de la implementación de estrategias o actividades enmarcadas dentro de los procesos de investigación aplicada y desarrollo experimental en una institución de educación superior. La investigación tuvo un enfoque mixto donde se utilizaron técnicas como la encuesta y la entrevista mediante instrumentos como el cuestionario con escalas Tipo Likert y entrevistas estructuradas que fueron aplicadas a la comunidad educativa de docentes, estudiantes y administrativos. Los datos obtenidos de estos instrumentos fueron procesados y analizados a través de los softwares R®, Python® y NVIVO®. Las conclusiones indican que la implementación de las actividades puede favorecer la adquisición y el fortalecimiento de competencias demandadas por la sociedad actual, tanto en aspectos genéricos (básicas y transversales) como específicos (técnicas)

Estudio del comportamiento de muestras de mortero natural sometidas a esfuerzo de compresión

The combination of materials by technology or mere chance allowed the construction and conservation of old buildings that to this day are still standing. Looking for the reproduction of this characteristics, materials such as lime, pozzolan, and gypsum were selected for elaboration of a natural mortar for comparison of the physical properties and compressive strength versus the Portland mortar.  These studies are required to establish a baseline for generating applications in different civil works. The experimental methodology included post-test only analysis with factorial design and intact group. In all the evaluated samples, sedimentation occurred due to the difference in particle size and the exudation phenomenon, causing low resistance values.La combinación de diversos materiales, ya sea por decisión tecnológica o casualidad, permitió la construcción y conservación de edificaciones antiguas que aún siguen en pie. Buscando replicar las características de estas construcciones, materiales como cal, puzolana, y yeso fueron seleccionados para elaborar un mortero natural y comparar sus propiedades físicas y resistencia a la compresión con las de un mortero tipo portland, con el fin, de establecer una línea base de comportamiento para aplicación en obras civiles. Se empleó una metodología de post prueba únicamente con diseño factorial experimental y grupo intacto. En todas las muestras se presentó sedimentación producida por la diferencia de tamaño de partículas y el fenómeno de exudación, ocasionando bajas resistencias en el material

Kalman-based schemes for mobile nodes localization in ad-hoc networks

Esta tesis enfrenta el problema de la determinación de la posición de nodos móviles en redes inalámbricas ad hoc, con base en las mediciones del indicador de potencia de la señal recibida (RSSI). Las características de movilidad de los nodos se modelan a través de un sistema no lineal representado por un modelo de Giro Coordinado (CTM). La localización de la posición de los nodos se lleva a cabo mediante multilateración integrada con diferentes esquemas para refinar la estimación basados en las técnicas de Kalman: FIltro Extendido de Kalman (EKF); Filtro de Kalman ¨ Unscented”(UKF); y dos Filtros de Múltiples Modelos Interactúenles (IMM), los cuales consisten en un conjunto de Filtros de Kalman Extendidos (IMM-EKF) y un banco de Filtros de Kalman ¨ Unscented”(IMM-UKF). Se alcanza a estimación de los estados del modelo de movilidad, los cuáles comprenden la posición, la velocidad y, en algunos casos, el parámetro de Tasa de Giro del nodo objetivo móvil. El desempeño ˜no de los diferentes esquemas basados en Kalman se compara mediante el seguimiento de dos trayectorias a través de simulaciones Monte Carlo / Abstract: This thesis addresses the problem of position localization of mobile nodes in ad hoc wireless networks based on received signal strength indicator (RSSI) measurements. Node mobility is modelled as a non-linear system driven a Coordinated Turn Model (CTM). Self-localization of mobile nodes is performed via multilateration integrated with a different collection of Kalman based schemes for estimation refinement: Extended Kalman Filter (EKF); Unscented Kalman Filter (UKF); an two Interacting Multiple Model Filter consisting of a bank of Extended Kalman Filters (IMM-EKF) and Unscented Kalman Filters (IMM-UKF). Estimation of the mobility state, which comprises the position, speed and, in some cases, the Turn Rate parameter of the mobile node is accomplished. The performance of the Kalman based filters is compared through the tracking of two different trajectories by Monte Carlo simulation.Maestrí

Leak Detection and Isolation Using an Observer Based on Robust Sliding Mode Differentiators

International audienceA Leak Detection and Isolation (LDI) algorithm with a State Observer is designed and tested in simulation to locate a water-leak on a pipeline. Most of the works presented in the literature make some linearization in the model limiting the performance of the approach. In order to avoid this situation, in this work, the State Estimation is designed with the nonlinear model using an observer based on robust sliding mode differentiators. The approach assumes only flow and pressure sensors at the ends of the duct, and simulation results with synthetic data obtained from a pipeline simulator are presented to assess the method efficiency. The proposed scheme ensures finite time convergence of the observer and the reduction of chattering effect

Estudio del comportamiento de muestras de mortero natural sometidas a esfuerzo de compresión

The combination of materials by technology or mere chance allowed the construction and conservation of old buildings that to this day are still standing. Looking for the reproduction of this characteristics, materials such as lime, pozzolan, and gypsum were selected for elaboration of a natural mortar for comparison of the physical properties and compressive strength versus the Portland mortar.  These studies are required to establish a baseline for generating applications in different civil works. The experimental methodology included post-test only analysis with factorial design and intact group. In all the evaluated samples, sedimentation occurred due to the difference in particle size and the exudation phenomenon, causing low resistance values.La combinación de diversos materiales, ya sea por decisión tecnológica o casualidad, permitió la construcción y conservación de edificaciones antiguas que aún siguen en pie. Buscando replicar las características de estas construcciones, materiales como cal, puzolana, y yeso fueron seleccionados para elaborar un mortero natural y comparar sus propiedades físicas y resistencia a la compresión con las de un mortero tipo portland, con el fin, de establecer una línea base de comportamiento para aplicación en obras civiles. Se empleó una metodología de post prueba únicamente con diseño factorial experimental y grupo intacto. En todas las muestras se presentó sedimentación producida por la diferencia de tamaño de partículas y el fenómeno de exudación, ocasionando bajas resistencias en el material

Santander Bio. Resultados, retos y oportunidades

Santander es un tajo de la cordillera Oriental de Colombia, enmarcado por el río Magdalena a un costado y una cadena de páramos al otro. Su geografía drena siete subcuencas y abarca desde selvas húmedas hasta páramos. Luego de cientos de años de bonanzas económicas legales e ilegales lideradas por una población que se multiplica, ¿qué nos queda de esa naturaleza? Santander Bio surgió, primero, por la necesidad de hacer un inventario actualizado de las especies del departamento, especialmente en los ecosistemas estratégicos presentes en Cimitarra, El Carmen de Chucurí y Santa Bárbara. Segundo, por el interés de entender cómo esos recursos naturales, derivados en beneficios de la naturaleza, son percibidos y gobernados por las poblaciones locales. Tercero, porque se identificó la necesidad de propiciar un reencuentro de la gente con su biodiversidad local haciendo uso de metodologías científicas. Cuarto, porque se detectó la falta de una plataforma digital que centralizara la información departamental con cifras sobre la diversidad biológica. Y quinto, era urgente divulgar a un público más amplio la riquísima biodiversidad. Con este proyecto, el departamento invirtió en estos cinco frentes, a través de los fondos del Sistema General de Regalías, administrados por el Departamento Nacional de Planeación y operados por la Universidad Industrial de Santander y el Instituto Humboldt. Como producto de esta investigación se amplía el conocimiento de la biodiversidad de Santander. Además, se genera este insumo considerado estratégico para el diagnóstico, la visibilización, la gestión y la toma de decisiones que propendan al manejo sostenible de los recursos naturales. Por ejemplo, los resultados aquí presentados podrán ser usados para actualizar los Planes de Ordenamiento Territorial y los Planes de Desarrollo a distintas escalas; para generar políticas y leyes vinculantes que faciliten transformaciones del territorio sustentadas en el conocimiento y para inspirar proyectos productivos, científicos y educativos relacionados con la gestión de la biodiversidad. En este documento encontrará la información organizada en cuatro capítulos, donde se destacan dos secciones que enfatizan recomendaciones para los tomadores de decisiones. Esta síntesis contiene los resultados de cada uno de los tres componentes de las expediciones —ciencias biológicas, ciencias sociales y ciencia participativa— y finaliza con los principales retos y oportunidades derivadas de los resultados del proyecto. El fin último de lo aquí propuesto es el fortalecimiento de prácticas sociales, políticas y económicas orientadas hacia el uso sostenible de los recursos biológicos, para que los santandereanos decidan informadamente sobre cómo obtener de su naturaleza un bienestar perdurable

XIV Jornada de Investigación 2023

Eje temático I: derecho, cultura y sociedad: En este eje tamático, se presentan ponencias que tienen como propósito analizar y explicar críticamente, a través de la investigación científica y desde el enfoque interdisciplinar, los derechos humanos, el proceso de estructuración de La convivencia y la equidad en la vivencia de los derechos; los valores, las costumbres, las normas, los estilos de vida, el uso de artefactos y la organización social; los procesos de desarrollo espiritual, de conocimiento científico, de desarrollo tecnológico y estético, y la convivencia y sus implicaciones en lo público y lo privado. Eje temático II: desarrollo humano y sostenible. El segundo eje temático que abordó la XII Jornada de Investigación fue desarrollo humano y sostenible, con ponencias que abarcaron todos aquellos aspectos que van, desde el desarrollo y bienestar individual, pasando por los estudios de las comunidades, para llegar a una comprensión global de la sostenibilidad como un factor determinante de existencia de las sociedades. Eje temático III: gestión y tecnología al servicio de la sociedad. Finalmente, en la XII Jornada de Investigación, se trabajóel eje temático gestión y tecnología al servicio de la sociedad, en el cual se presentaron, desde las diferentes disciplinas, ponencias que aportaron al campo del desarrollo productivo y a la solución de los problemas de la sociedad a través de las oportunidades que una buena gestión y un apropiado uso de la tecnología ofrece. (Tomado de la Fuente)EJE TEMÁTICO I: DERECHO, CULTURA Y SOCIEDAD La respuesta económica a la pandemia dentro del Estado social de derecho colombiano. Los espacios intermediarios como contenedores de experiencias significativas. Análisis del estilo lingüístico aplicado a la psicología jurídica. ¿Dejar o transformar? Cinco puntos para entender la ciudad contemporánea. Studiositas y verdad en la educación centrada en la persona. Los derechos de autor en el contrato de trabajo y de prestación de servicios. Afectación de los derechos sexuales reproductivos femeninos durante el conflicto armado en Colombia. Problemas del acceso a la justicia del campesinado de los páramos de Sumapaz y Santurbán. Vulneración del derecho al agua potable en La Guajira: una falta de garantías. Derechos humanos e inteligencia militar: el dilema de la primacía del interés general sobre el particular. Cuantificación del dolor humano por parte de la justicia colombiana. Retos tecnológicos en el derecho vs. Limitaciones en Colombia en las poblaciones más vulnerables. Construir identidad territorial a través del corredor socioambiental Los Nevados. La naturaleza en la arquitectura: una mirada a la arquitectura del siglo XX. Contrato de trabajo del futbolista profesional. La baja educación en las zonas rurales por consecuencia del conflicto armado y la corrupción en el Estado colombiano. Incidentes de la migración venezolana en el ámbito normativo nacional colombiano e internacional. Legalización definitiva del consumo adulto del cannabis en Colombia: un debate jurídico y constitucional. Wawamia jai, síndrome propio de la cultura: una caracterización de los signos y síntomas de una enfermedad cultural del pueblo indígena emberá-katío. La cruda realidad del reclutamiento de niños, niñas y adolescentes en el conflicto armado en Colombia: una visión nacional e internacional. EJE TEMÁTICO II: DESARROLLO HUMANO Y SOSTENIBLE Migración venezolana en Colombia: perspectiva crítica sobre el derecho de acceso a la salud. El estrés laboral. Una imagen no es tradición: la actualidad de la vivienda raizal en el Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina. Aprendizajes del proceso de diseño basado en la investigación: caso de estudio barrio Concepción Norte, Bogotá, Colombia. Sumapaz como territorio potencial hídrico y patrimonio paisajístico y cultural: modelo de región sostenible. Revisión sistemática del liderazgo digital desde las competencias digitales. Intervenciones psicológicas basadas en evidencia: tendencias actuales. Herramientas pedagógicas para la concientización de la comunidad a partir del reconocimiento de la memoria histórica en el barrio San Benito, Bogotá, Colombia. Diseño sostenible como factor diferencial en la reconversión industrial de las curtiembres en el barrio San Benito, Bogotá, Colombia. Motivación escolar como factor relacionado con el rendimiento académico en estudiantes en extraedad en la Institución Educativa Distrital República de México, sede B, jornada mañana. La realidad de los objetos artificiales. Performance en nuestro diario vivir. ¿Es necesario la modificación del lugar para satisfacer las necesidades del ser humano? ¿Es necesario hacer modificaciones al espacio natural para generar cultura? La arquitectura como síntesis entre los objetos con propósito o sin él. La creación de los objetos y sus impactos en el mundo. ¿Cuáles son los determinantes de las brechas de competencia laboral en el departamento de Cundinamarca, Colombia? Buenas prácticas de habitabilidad. Reconocimiento de la arquitectura doméstica tradicional en Colombia como una pauta de identidad para el diseño de nuevas viviendas. Validación de un instrumento para evaluar la procrastinación académica. Escala de medición de la soledad BATAN. Contraste entre el instrumento para medir la resiliencia en adultos jóvenes de Colombia (CLANP) con CD-RISC 10. Finlandia y naturaleza: país modelo en ratificación de normas y tratados para la protección de los derechos de la naturaleza. EJE TEMÁTICO III: GESTIÓN Y TECNOLOGÍA AL SERVICIO DE LA SOCIEDAD Aplicación de una tecnología limpia desde el diseño resiliente: simulación de un módulo básico de vivienda social en la ciudad de Tunja, Colombia. Recorrido virtual de la Universidad Católica de Colombia Sede Claustro para la inducción de estudiantes y docentes. Evaluación de eficiencia de un prototipo de un sistema de atrapanieblas tipo NRP 3.0 para la vereda Gaunza Arriba, municipio de Guateque, departamento de Boyacá, Colombia. Sistema de Información para la Coordinación de Trabajos de Grado del Programa de Ingeniería de Sistemas de la Universidad Católica de Colombia (SIGETG). Estrategias de sostenibilidad para la reducción de la huella hídrica en la vivienda de la Costa Caribe. Sistema de evaluación de resultados de aprendizaje de la Facultad de Psicología de la Universidad Católica de Colombia. Identificación de tendencias en la implementación de DevOps a partir de una revisión sistemática. Desarrollo de un algoritmo de trading para operar el mercado de divisas a través de ondas de Elliott y números de Fibonacci. Los derechos humanos en el espacio de la inteligencia artificial. Construcción de paz a través del ciberactivismo en redes sociales de cuatro organizaciones juveniles de Bogotá. Las redes sociales digitales como herramienta educativa: una propuesta de investigación-innovación. Videojuego de realidad virtual sobre la extracción y el tráfico ilegal de la fauna silvestre en Colombia. Arquitectura de la información de la plataforma de inteligencia artificial para el estudio neurocognitivo y el apoyo a la salud mental. Inmersión sobre la innovación: perspectivas sobre el derecho al trabajo y la inteligencia artificial en el servicio de justicia. El ciberterrorismo en la legislación colombiana: un análisis desde la criminología. Modelo de fabricación digital de diseño sostenible para vivienda social. Uso de los videojuegos en el campo educativo: ventajas y desventajas. Resolución electrónica de controversias en procesos civiles de mínima cuantía en Colombia. Estrategia de evaluación y promoción de la salud mental en el contexto universitario. Caracterización de técnicas y herramientas de inteligencia artificial utilizadas para el perfilamiento de clientes por las mipymes en Colombia. Transformar el casco urbano del municipio de Líbano, departamento del Tolima, Colombia: un proyecto parque industrial para el intercambio de saberes y revitalización ambiental. Aplicación tecnológica en agricultura urbana para promover la seguridad alimentaria en poblaciones vulnerables. CONCLUSIONE