Sistemas Electricos de Potencia

The increasing wind power generation requires the updating of the computational tools that support decision making in the operation and planning of electric power systems. This work describes a methodology to model the spatial correlations among wind speeds probability distributions in probabilistic power flow. The proposed methodology is based on Nataf transformation and Monte Carlo Simulation. The proposed methodology is illustrated in case studies with the IEEE 24 bus test system, highlighting the importance of adequately considering such correlations.

Se usan las ecuaciones (1.37), (1.39) y (1.40) para calcular P, Q y I S 1 en redes trifásicas balanceadas ya que, generalmente, se conocen el voltaje línea a línea, la corriente de línea y el factor de potencia cos O, . Cuando se habla de un sistema trifásico se suponen, a menos que se indique otra cosa, condiciones balanceadas; y se entenderá que los términos voltaje, corriente y potencia se refieren, a menos que se identifiquen de otra forma, al voltaje línea a línea, la corriente de línea y la potencia trifásica total, respectivamente.

RESUMEN En el presente documento se entrega la asistencia técnica y económica en referencia la concentradora de cobre en estudio, con el fin de evaluar y seleccionar el conductor que presente las mejores condiciones para el proyecto bajo la recomendación técnica IEEE-738. Como segunda parte del documento se entrega el detalle técnico sobre la evaluación de las características mecánicas que establece el proyecto asociado a la planta procesadora de mineral de hierro.

El estado actual del desarrollo del cálculo numérico y la computación permiten llevar a cabo numerosos tipos de estudios sobre el comportamiento de los sistemas eléctricos mediante modelación matemática y simulación computacional, no obstante, la modelación física todavía sigue siendo una herramienta útil. La simulación física de los sistemas eléctricos se realiza mediante los denominados analizadores de redes –también llamados cuadros de cálculo–, los cuales pueden ser de corriente continua o de corriente alterna. Los analizadores de redes alimentados mediante fuentes de corriente continua están constituidos por muchas unidades de resistores –cuyas resistencias pueden variarse para conseguir los valores requeridos– y paneles de instrumentos dotados de voltímetros y amperímetros para efectuar las mediciones correspondientes. Como es bien conocido, los sistemas de potencia operan en su gran mayoría en corriente alterna, sin embargo, muchos estudios pueden efectuarse utilizando cuadros de corriente directa. Evidentemente, la posibilidad de utilizar analizadores de redes de corriente continua para estudiar sistemas de corriente alterna está limitada a aquellos casos en los cuales los ángulos de fase de las tensiones y las corrientes carecen de importancia; aunque también se han desarrollado métodos que hacen posible la realización de estudios de flujo de potencias activas y reactivas mediante analizadores de redes de corriente directa.

En el presente proyecto de ingeniería, se realizó el cálculo y diseño de una subestación de potencia con una configuración interruptor y medio. Para tal fin, se realizó un estudio basado con los lineamientos base generales del proyecto en los cuales se tenían parámetros eléctricos y ambientales. En base a esto se tomaron decisiones bajo normativas y de aspectos de diseños propios los cuales serán óptimos para la construcción y puesta en servicio de la subestación requerida, teniendo como bases para el funcionamiento la confiabilidad, fiabilidad, selectividad y seguridad del sistema de potencia.

A strategy for adaptive control and energetic optimization of aerobic fermentors was implemented, with both air flow and agitation speed as manipulated variables. This strategy is separable in its components: control, optimization, estimation. We optimized parameter’s estimation (from the usual KLa correlation) using sinusoidal excitation of air flow and agitation speed. We have implemented parameter’s estimation trough recursive least squares algorithm with forgetting factor. We carried separate essays on control, optimization and estimation algorithms. We carried our essays using an original computational simulation environment, with noise and delay generating facilities for data sampling and filtering.

Our results show the convergence and robustness of the estimation algorithm used, improved with use of both forgetting factor and KLa dead-band facilities. Control algorithm used in our work compares favorably with PID using the integrated area criteria for deviation between oxygen molarity and critical molarity (set point). Optimization algorithm clearly reduces energetic consumption, respecting critical molarity. Integration of control, optimization and adaptive algorithms was implemented, but future work is needed for stability. Methods were defined and implemented for stability improvement. We have implemented data acquisition and computer manipulation of air flow and agitation speed for actual fermentors.

En este trabajo, se presenta una Tarjeta Didáctica de Control (TDC) para la activación de tiristores, con esta tarjeta se consiguen controlar SCR ́s y TRIAC ́s de potencia. Con la TDC, el alumno puede comprobar de una manera sencilla y por etapas la separación de pulsos para el semiciclo positivo y semiciclo negativo, la generación de señales de rampa para ser comparadas con una referencia y generar los ángulos de disparo (α) con valores desde 0° y hasta 180° eléctricos. Todo lo anterior haciendo uso de circuitos analógicos sencillos, fáciles de diseñar y calcular por los estudiantes. Para completar la TDC y ampliar su aplicabilidad, se le adicionó una etapa de aislamiento eléctrico que está formada por transformadores de pulsos o por optoaisladores con la intención de poder separar las tierras eléctricas del circui
to de control y de potencia. En este trabajo se presentan los aspectos de diseño, simulación, construcción y prueba de un prototipo de laboratorio de TDC utilizada para controlar SCR ́s y TRIAC ́s. Para las pruebas, se utilizaron cargas resistivas e inductivas obteniendo buenos resultados.

 Resumen-La impedancia serie propia y mutua, y la susceptancia shunt de circuitos de transmisión subterráneos, requerida en algunos estudios de sistemas de potencia debe tener una alta precisión, por lo que debe ser calculada tomando en consideración todos las características del conductor específicos. En el presente artículo presenta las ecuaciones de uno de los métodos empleados para el cálculo de constantes eléctricas de cables. Una aplicación computacional con una avanzada interfaz grafica, altamente amigable al usuario, denominada Modulo de Calculo de Constantes de Cables (MCCC) fue implementada. Simulaciones para varios tipos de cables fueron efectuadas y comparadas con los resultados de la rutina de cables del ATP, siendo aceptables los resultados.

This article presents a study of the energy system of Brazil as a whole, with regard to generation, transmission and distribution of electrical energy. Brazil has for electric power generation hydroelectric power plants, wind, solar, nuclear and thermal power. This article is addressed to the generation of electricity through hydroelectric plant Itutinga in the state of Minas Gerais. Indicating the main points about the substation of São João Del Rei, near the Itutinga power plant.

Tesis enfocada en la utilización de modelos de sistemas eléctricos de potencia para la aplicación de estudios eléctricos en función de mejorar el mantenimiento.

Se utiliza el sistema eléctrico industrial de potencia IEEE-43, tanto su diagrama unifilar como las variables del sistema; para el diseño del modelo.

Para ello, se utiliza el software de ingeniería eléctrica ETAP; con el cual se realiza simulaciones sobre el modelo en forma de estudios eléctricos estándarizados por la IEEE, como el Estudio de Flujo de Carga, Estudio de Cortocircuito, Estudio de Arco Eléctrico y Estudio de Coordinación de Protecciones,

Con los resultados de estos estudios se pretender detectar desviaciones de funcionamiento o de tolerancias en equipos y máquinas eléctricas con el objeto de diseñar planes de mantenimiento que permitan optimizar el sistema.

Este trabajo presenta una propuesta para el monitoreo de temperatura en líneas de transporte de energía eléctrica utilizando inteligencia artificial. Con este monitoreo el operador puede conocer el estado real de las líneas y ejecutar tareas de supervisión y control para mejorar confiabilidad, seguridad y calidad del servicio. La metodología propuesta, en la etapa de entrenamiento, tiene sensores y dispositivos con tecnología óptica para hacer registro y almacenamiento de datos de temperatura. Con el histórico de datos se entrena un clasificador difuso, y las clases obtenidas son asociadas por un experto a estados de operación normal o de falla. En la etapa en línea, el clasificador procesa cada nueva muestra asignando un estado de operación, y con esta información el operador puede determinar las acciones a realizar. La metodología es probada sobre un tramo de línea emulada en un laboratorio de alta tensión.

The performance evaluation of a power system can be
carried out through deterministic and probabilistic approaches. Deterministic methods presents the basic limitation of not considering the essentially stochastic nature of power systems behavior mainly due to random equipment outages and load. Therefore, the adequacy analysis of a power system should be performed by using stochastic methods such as probabilistic power flow and composite generation/transmission reliability. The performance indicators are based on the analysis of several
possible system operating states, including combination of
generator, transformer and line outages, load fluctuations, etc. To achieve a reasonable accuracy in estimating the probabilistic indices we may have to perform a great number of system contingencies. Therefore, in the contingency analysis process, specially in dealing with heavily stressed systems, there may be situations where the Newton-Raphson algorithm does not converge to a solution. These system solvability problems may be alleviated by calculating the minimum load shedding in order to bring solvability to an otherwise unsolvable power flow. In the considered approach, the process of computing the minimum load
shedding is carried out by an OPF solved by a direct interior point (IP) method based on the primal-dual logarithm barrier algorithm. This paper describes the adopted approach to calculate probabilistic indicators of power system performance by combining the nonlinear OPF solved by the IP algorithm and the Monte Carlo simulation method. Applications to a 1600-bus network derived from the Brazilian South/Southeast/Central West system are presented and discussed.

Resumen:El  adecuado  análisis  en  la  expansión  de  la  generación  de  un  país,  en  un  determinado  periodo,  permite conocer  el  nivel  de  seguridad  para  el  suministro  de  energía  eléctrica;  por  medio  de  lo  que  se  garantiza  el abastecimiento del consumo de la misma para las diferentes actividades requeridas por la sociedad. El desarrollo de la  matriz  eléctrica  se  basa en  la  accesibilidad a  las diferentes fuentes con fines de  producción eléctrica, siempre  y cuando  se  cuente  conun  adecuado  nivel  de  disponibilidad  de  la  tecnología  de  generación  considerada  en  la planificación  de  la  expansión  del  parque  generador.  Sin  embargo,  en  cualquier  país  existen  momentos,  políticos, económicos y ambientales que determinan de manera tácita el nivel de seguridad energético, el cual no es determinado explícitamente en la planificación, y en la práctica es analizado considerando por lo general la dimensión técnica. Al ser el abastecimiento un tema transversal es necesario tomar en cuenta las diferentes aristas de la expansión.En el presente trabajo se muestra un análisis para el periodo 2011-2015 mediante la evolución de indicadores electro-energéticos del Sistema Nacional Interconectado (SNI) del Ecuador considerando las diferentes fuentes disponibles de producción de energía eléctrica y el consumo. Mediante un conjunto adecuadamente seleccionado de indicadores que  son  función  de  la  expansión  y  operación  de  los  distintos  recursos  de  generación;  lo  cuales,  estructurados adecuadamente y dispuestosgráficamente determinan la robustez para un sistema eléctrico, es decir, la adaptabilidad del mismo ante variaciones del entorno. Esta disposición gráfica del valor en porcentaje de cada indicador en un eje, se lo conoce como la herramienta denominada “Rosa de Robustez”; donde cada indicador a ser considerado se obtiene en base a la información disponible en documentos oficiales de las instituciones del sector energético.
Abstract:The adequate analysis in the expansion of generation for a country that allows knowing the level of security for  the  supply  of  electrical  energy,  and  that  is  guaranteed  the  supply  of  consumption  for  the  different  activities required by society. The development of the electrical matrix is based on the accessibility to the different sources for the  purpose  of electricity production that it is provided, there  is an adequate  level  of availability of the  generation technology  considered  in  the  planning  expansionof  generator  park.  However,  any  country  there  are  political, economic  and  environmental  moments,  which  tacitly  determine  level  of  energy  security  that  is  not  explicitly determined in planning, and in practice is analyzed considering technical dimension ingeneral. As supply is a cross-cutting issue, it is necessary to take into account the different edges of the expansion.The present work an analysis is shown for 2011-2015 through evolution of electro-energy indicators for the National Interconnected  System  (SNI)  of  Ecuador  considering  different  available  sources  of  electricity  production  and consumption. Through a suitably selected set of indicators that are a function of expansion and operation different generation resources; which, suitably structured and graphically arranged, determine the robustness of an electrical system, its adaptability to environmental variations. This graphic layout of percentage value of each indicator on an axis is known as the tool called " Rose of robustness "; where each indicator can be considered and must be obtained in based on information available in official documents of institutions the energy sector.

The converters or rectifiers are electronic circuits of function power function of the alternating input voltage with a certain frequency in a DC voltage output in time. These rectifiers of a variable continuous voltage Thanks to the work of a bridge of SCR that work as rectifiers and signal drivers at a certain specified lag. The converters ca-cd with this topology rectifies the complete wave due to the synchronized activation of SCR in its shot, which becomes a motor that operates at 90V. With this information and the topology we mentioned, the circuit of the CA-CD converter controller in automatic and manual mode, with the help of the Arduino card that made the control of the rectified wave and feedback of the plant through a PID control. RESUMEN Los convertidores o rectificadores son circuitos electrónicos de potencia cuya función es transformar la tensión de entrada alterna con una determinada frecuencia en una salida de tensión continua en el tiempo. Estos rectificadores obtienen una tensión continua variable gracias al trabajo de un Puente de SCR que funcionan como rectificadores y conductores de señal a cierto desfase especi-ficado. Los convertidores ca-cd con esta topología rectifican la onda completa debido a la activación sincronizada de los SCR en su disparo, que posteriormente funcionan como controlador de la cantidad de energía suministrada a una carga, siendo en este caso un motor que funciona a 90V. Con esta información y topología mencionada, se realizó el circuito correspondiente al driver de potencia convertidor CA-CD en modo automático y manual, auxiliándonos de una tarjeta Arduino que realizó el control de la onda rectificada y retroalimentación de la planta mediante un control PID. Metodología PARAMETRIZACIÓN DEL MOTOR Un motor de cd puede ser representado mediante un circuito del cual se derivan distintos parámetros necesarios para describir su comportamiento, como lo son la inercia del rotor del motor o J, la inductancia del devanado de la armadura o L, la resistencia del devanado o R, las constantes contra electromotriz y de torque o Km y el coeficiente de fricción o b. Existen distintas formas de realizar la estimación de los paráme-tros, ya sea mediante mediciones directas de cada uno de ellos o bien mediante la ayuda de un software de adquisición de datos y cálculo numérico. MATLAB posee una herramienta útil para reali-zar esta tarea de parametrización, que con ayuda de un diagrama de bloques en Simulink, requiere solamente de una gráfica que describa el comportamiento de la velocidad del motor respecto al tiempo. Cuando conectamos nuestro motor y monitoreamos su compor-tamiento, observamos que los valores obtenidos por simulación y los observados en la medición no coinciden. Esto se debe a que los parámetros de modelamiento son incorrectos, por lo cual uti-lizaremos el diseño de optimización de Simulink para sintonizar automáticamente los parámetros del modelo. Los seleccionare-mos y el algoritmo de parametrización sintonizará los parámetros para que los valores de la simulación y de la medición coincidan de manera correcta. Para estimar los parámetros seguiremos los siguientes pasos: 1. Importar los datos de medición y seleccionar los datos serán usados para la estimación 2. Identificar los parámetros que serán sintonizados y sus rangos 3. Desempeñar la estimación de parámetros 4. Validar la estimación Para realizar nuestra parametrización conectaremos el motor a un instrumento de medición electrónico para representar las señales eléctricas y su variación en el tiempo de donde obtendremos me-diante la aplicación Open Choice los datos de 2500 muestras de estas mediciones, obtenidas debido a una prueba sometida al a un

This research aims to evaluate the trends in the publication of papers on issues related to power circuit breakers, aimed at the technologies implemented, as well as those countries with higher level of publications, making a comparison between authors, research institutes, and a description of the last 10 years with more publications. All the information found in this report is compiled in bibliographic databases such as books of substation designs and research papers with a focus on electrical protection equipment and emphasis on high voltage switching devices. A technology research is conducted over the last ten years to analyze the state of the art of high voltage operating elements with respect to new technologies.

Reliability analysis has been supporting
energy operations planning studies in a very significant way,
specially to obtain predictive indexes of peak load supply.
During the last couple of years, due to high growth rates of
peak load, Brazilian organism for Coordination of the
Interconnected Operation (GCOI) decided to implement
reliability studies in the short-term operations planning. The
multi-area methodology that has been used in the long-term
planning was extended and now, important information to the
short-term planning, like probability distribution function of
the EPNS, is available.

Summary form only given. This work presents a methodology for calculating the optimal generation capacity reserve and siting in power systems planning. The proposed methodology is based on a least-cost planning approach which considers along the planning horizon, the capacity reserve investment costs and the operational expected costs, comprising thermal generation and interruption costs. This problem is solved by using the Benders decomposition technique in which investment and operation subproblems solutions are obtained iteratively and separately thus allowing the use of tailor-made algorithms for each subproblem. The operation subproblem corresponds to a probabilistic evaluation of the minimum operation cost in composite generation/transmission systems, in which the system states are selected through Monte Carlo simulation or state enumeration and the system performance is analysed by a nonlinear optimal power flow solved by an interior point algorithm. The proposed methodology is illustrated in a case study with a modification of the IEEE Reliability Test System (MRTS).