Archivo para diciembre, 2015


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Perfiles 1 2015_Final_pag_1 Perfiles 1 2015_Final_pag_3 Perfiles 1 2015_Final_pag_4

Le dejo con la versión electrónica en PDF de la Revista “Perfiles” que es una Revista de la Facultad de Ciencias de la Escuela Politécnica del Chimborazo con sede en la Ciudad de Riobamba – Ecuador, del cual formo parte del Comité Editorial y publicaron esta vez una Carta Motivacional de mi autoría.

El archivo PDF lo pueden descargar en el siguiente link:

Perfiles Nro 13 Vol 1-2015 ISSN 1390-5740. Revista Científica de la Facultad de Ciencias – ESPOCH-Ecuador


charge and discharge battery

The present post describe the charge and discharge process of a battery bank of a microgrid. This microgrid have a aleatory voltage with inferior and superior limit. The current and electric power of charge and discharge is in picture. This simulation has writing and processing on Matlab/Simulink of MathaWorth Inc. Actually my interest is the control, optimization and management of microgrid DC. Greetings from Perú.


 

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cargas residencial comercial

Cargas residenciales o domiciliarias, dado que tienen el mismo comportamiento junto con las cargas comerciales son simuladas en Matlab/Simulink  de MathWork Inc. y los resultados se muestran en el presente post. Se ha considerado un tiempo de simulación de 72 horas, para el cual se ha cargado los datos de registro de ambos tipos de cargas. Sirve como parte de un sistema mucho más grande en que las cargas eléctricas son una parte de los equipos y elementos que lo constituyen. Estamos hablando de redes de distribución o también microredes. Uno de los problemas que se tiene a simular es calibrar el eje horizontal a la escala de tiempo de simulación, dado que Matlab/Simulink cuenta estados, esta cantidad de estados resueltos por las ecuaciones tiene que luego ser escalados al tiempo de simulación. Redes eléctricas, microredes y SmartGrid son las cosas que me interesan.


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a hybrid ac-dc microgrid system

La figura muestra el concepto de un sistema híbrido ac/dc donde varias fuentes y cargas ac y dc son conectadas a sus correspondientes redes ac y dc. Las redes ac y dc están conectadas a través de dos transformadores y conversores trifásicos ac/dc bidireccionales. Pueden observar la diversidad de micro fuentes que se está utilizando en la descripción de la microred, incluye los diferentes dispositivos de electrónica de potencia que sirven para adecuar la energía eléctrica desde fuentes y para cargas eléctricas. Hay vehículos eléctricos conectados a la microred. Los generadores eólicos tienen diferentes configuración de control (diferentes tipos de turbinas eólicas). Un grupo electrógeno diesel también se da, dado que estos grupos se consideran los que en último caso darán energía a la microred eléctrica en situaciones ya críticas pero a la vez rentables en lo posible en economía. Para todo esto se crea modelos matemáticos de cada elemento y luego se integran en un solo programa en que se puedan cambiar las condiciones de trabajo y analizar las variables de respuesta de lo que se desea estudiar. Yo lo hago en Matlab/Simulink para quienes deseen que les brinde el servicio de asesoramiento.


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configuration_microgrid_Dec_2015

En esta entrada os presento un nuevo esquema ejemplo de la configuración de una microred eléctrica. Tiene constituido por carga eléctrica representado por un tablero de distribución, turbinas eólicas, una generador eléctrico, banco de baterías electrolíticas y una conexión a la red pública de electricidad. Usa el modo de distribución de corriente continua, por lo tanto, hay conversores y adecuadores de electricidad para que ésta pueda ser distribuida adecuadamente (soy un convencido que la corriente continua tiene mucho futuro). Igualmente hay un dispositivo de electrónica de potencia como Punto de Común Acoplamiento PCC hacia la red eléctrica externa. Muchas instalaciones no existen y por lo general, hay publicaciones y tesis que se encargan de hacer modelos y simulaciones para luego en un futuro próximo cercano estos se implementen como prototipos o ya productos en el mercado. Espero que os les sirva, añadiendo además que trabajo en la construcción de estos modelos matemáticos y computacionales en Matlab/Simulink.

PD: Las entradas para el siguiente año tendrán una versión en español catalogado como lo venimos haciendo por ejemplo J901, y otra en inglés que tendrá como inicio de nombre por ejemplo J901e. Attention: Next year, this blog have inputs in english with name for example J900e, “e” of post in english language.


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Limits of Harmonic Distortion

La distorción armónica total de la corriente de salida en el rango de operación de un generador debe ser menor que 5 % de la corriente fundamental. La tabla muestra el valor de los armónicos que no deben exceder esos límites, expresados en relación a la corriente fundamental. Se habla de armónicos pares e impares, interesan todos dado que dependiendo del armónicos los efectos son diferentes, algunos de ellos se les puede reconocer con los cinco sentidos, otros requieren equipos como Analizadores de Redes Eléctricas. Que hacer en lugares con alta distorción armónica?. Una de las formas más fáciles es colocar un transformador de impedancia y un transformador de aislamiento (corregirme si me equivoco). Sin embargo, estas cosas para instalaciones medianas y grandes resultan bastante caras y espaciosas, considerando también las pérdidas asociadas a su funcionamiento. Por lo tanto, como cliente es pararse bien frente a las empresas de electricidad y como autoproductor de electricidad es comprar un buen generador que cumpla las exigencias de calidad de energía eléctrica, de esta manera proteges tu inversión y obtienes una fiabilidad alta y rentabilidad bastante ya que el beneficio es para toda la instalación (máquinas y sistemas de iluminación que en condiciones adecuadas brinda clima laboral adecuado sin flickers y/o baja iluminación).


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Recommended Service Voltage Variation Limits

La tabla que se presenta acá son lo recomendados límites de variación de voltaje para circuitos que operan con voltajes de hasta 1000 voltios. Hay los límites en condiciones normales y los límites de operación extremos. Quiere decir que los diseñadores de equipos consideran estos valores para el cálculo, selección de materiales y condiciones de trabajo de los equipos eléctricos, electrónicos y electromecánicos que pudieran haber en cualquier instalación. Obviamente que equipos construidos con normas locales, en la vida van a cumplir las exigencias, así mismo, equipos que por cuestión de marca ponen exigencias a los usuarios para mantener el voltaje dentro de un valor determinado y el usuario tiene que hacer inversión en UPS, transformadores de aislamiento y demás cosas (“son las niñas bonitas estas marcas del mercado”). Por lo tanto, al ingreso del circuito estos valores son los recomendados, implica de ahí aguas adentro, el diámetro de los conductores, la topología de la red eléctrica, calidad de empalmes, calidad de contactos, conductores en ductos o bandejas, condiciones ambientales, etc.


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Thesys_Mario_Romero_Torrico_Cochabamba_Bolivia_Implementacion de un Sistema de Generación Distribuida con Energias Renovables ENDE Corporacion

En este post muestro la portada de tesis “Implementación de un Sistema de Generación Distribuida con Energías Renovables ENDE Corporación” elaborado por Mario Torrico para la Universidad Privada del Valle en Cochabamba – Bolivia para optar el título de Ingeniero Electromecánico. Trabajo que compartimos durante unos tres meses de intercambio de información, modelos matemáticos y simulaciones numéricas, además de diálogo, envío de información, debate y varios borradores de tesis que iban y venían en el correo electrónico. Su defensa fue un éxito alcanzando la nota de 90/100 para alegría de Mario, de su familia, profesores, colegas y amigos. Éxitos Mario en tu vida profesional, tengo un colega amigo más :)D . En lo personal el tema fue muy interesante e implicó ingresar en una temática no desarrollada e innovadora… la portada de la tesis esta bonita también. Saludos a la plurinación boliviana… A quienes desean desarrollar conmigo sus tesis (Yo como Asesor Externo) a nivel de pregrado y postgrado, así como desarrollar sus proyectos de investigación tanto en universidades, institutos o empresas me escriben.

 


cartucho condensador 1

Quienes hemos visto como funciona un banco de condensadores, podemos ver y escuchar el conectar y desconectar de los condensadores los cuales se van conectando dependiendo de la necesidad de potencia reactiva a inyectar y de las acciones del sistema de control. En la figura se muestra un ejemplo de funcionamiento de condensador para unos 100 estados o ciclos de trabajo, medida que he usado en esta figura, dado que la necesidad de potencia reactiva no depende de la escala de tiempo, es por lo general aleatoria, entonces lo que puedo ir determinando es si esta en conectado ON o desconectado OFF. Un sistema de ceros y unos sirven para identificar cada estado. La simulación está hecha en Matlab de MathWork Inc y complementa lo que post atrás es la ponencia que realice en Costa Rica durante el III Congreso Iberoamericano de Microredes con Generación Distribuida de Renovables. Favor difundir éste blog y si les interesa mis servicios, me escriben :)D


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banco de condensadores

La energía reactiva solicitada por los diferentes dispositivos como motores eléctricos o equipos de electrónica de potencia es para poder funcionar, sin embargo, ocupan espacio dentro de la capacidad de transmisión de los conductores eléctricos, es por ello que hay que reducir dicho flujo a lo necesario que es la potencia activa, sin embargo, no puede ser sólo energía activa, dado que se entrar en una resonancia, pero si bien se puede trabajar en un factor de potencia lo más cercano a 1, pero no tanto que el sistema de control no lo pueda coordinar bien. La figura muestra una simulación del trabajo de un banco de condensadores, se puede apreciar tanto la potencia reactiva solicitada por la red eléctrica como la que brinda el banco de condensadores, ambos lo bastante cercanos que las curvas se parecen suporponer. Hecho en Matlab de MathWorks Inc para todos los interesados en los sistemas eléctricos y en el manejo adecuado del factor de potencia.


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flujo potencia activa y reactiva desde y hacia microred

Cualquier consumidor de energía eléctrica va a tener una potencia activa y reactiva que absolver y estas por lo general son proporcionales, debido a que el factor de potencia derivado del ajuste hecho por el banco de condensadores tratan de mantenerlo en proporción constante. Sin embargo, cuando se tiene una microred con fuentes propias o un usuario y a la vez conectado a la red eléctrica pública, pueda que en ciertos momentos haya un cierto flujo de potencia activa y/o reactiva hacia la red. Por lo general, es la reactiva, dado que las potencias de las fuentes se hacen siempre un poco menor a las necesidades y las condiciones ambientales también lo propician, además, hay regulación de en algunos países que no quieren que se inyecte a la red la potencia activa, pero de la reactiva no dicen nada, obvio, la inyección de potencia reactiva hacia la red pública de electricidad les ayuda a compensar el factor de potencia usando los bancos de condensadores de la microred. La simulación presentada en la figura ha sido hecha en Matlab de MathWork Inc. y sirve para visualizar como en momentos (se muestra valores absolutos) la potencia activa y/o reactiva toma diferentes direcciones (hacia o desde la red pública de electricidad). Espero os sirva.


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tarifa acumulada al dia

Cuando el comportamiento es aleatorio, lo usual es pensar que quizás pasado un determinado período de tiempo, dicho comportamiento tienda hacia un comportamiento claro y definido. La figura es una simulación de una consumidor de curva de demanda aleatoria uniformemente distribuido por un día. Quizás al final del día no se vea claro una tendencia, pero se perfila un comportamiento predecible, por lo tanto, dicha consumo no será analizado solo por los valores de consumo, sino por las tendencias de la misma. Surge entonces proponer nuevas variables y un manejo de conceptos de estadística bastante interesantes, quizás por momentos alejado de lo recomendado por la Norma Técnica o cualquier libro. Pero oh! los eruditos en normas técnicas tendrán que previamente repasar sus conceptos o quizás cegarse en decir que se cumpla la norma, cada país tiene su desarrollo industrial y aquellos con mayor desarrollo, tienen una normativa más actualizada, basta con mirar este detalle para saber de que pata cojeas compadre o compatriota. En fin, hecho en Matlab de MathWorks la figura es complemento del anterior post que espero os sirva para esos casos en que tienen datos de consumo (y que a veces escasean) o deseas asumir consumos dentro de las capacidades de la planta y en vez de colocar un factor de planta o factor de simultaneidad para todas las 24 horas 7 días de la semana y del mes, puedes analizar mejor por cada hora a fin de optimizar el recurso eléctrico más aún si ésta proviene de una fuente de generación local como es el caso de una microred.


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costo de energía cada hora segun tarifa variable durante el dia

El mercado eléctrico según el país tiene una tarifa por cobrar al usuario por el consumo de energía eléctrica. Esta puede ser por horas como también la tendencia a de que sea cada segundo en función a la disponibilidad de generación y de almacenamiento de energía en partes del sistema conocidas como microredes (microgrids en inglés). La figura del presente post hecha en Matlab de MathWorks Inc permite visualizar en base a un consumo uniformente aleatorio de comportamiento y con un tarifario de tres tarifas diferentes durante el día, ver cuanto es lo que hay que pagar en cada hora. Este costo de cada hora, resume la energía producida por la tarifa dada en dicha hora. Las variaciones del consumo y del costo inducen a tal resultado y es de preveerse, entonces surge la pregunta de como analizar y predecir tal comportamiento aleatorio y por suerte o destino esto ya lo había descubierto hacia el 2002 trabajando en el Hospital de Chota, pero lo coloco en otro post. El mercado eléctrico se hace cada vez más interesante de analizar y de desarrollar herramientas para ello.


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Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 1 Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 2 Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 3 Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 4 Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 5 Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 6 Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 7 Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 8 Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 9 Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 10 Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 11 Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 12 Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 13 Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 14 Modelling and Simulation of CEDER-CIEMAT Microgrid pag 15


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