Archive for the ‘baterías’ Category


distribution demand between micosourses electrical network external and storage in a microgrid DC

Sun –> energy provided from photovoltaic energy plant.
Wind –> similar from wind turbine(s)
Batt –> similar from battery bank
ene –> similar injected from electrical network external or utility electric network

In other image in red is the total suministed for this sources and red line is the demand. Other images is cost, evoluction of energy supply from each source and more details. It is made for me (Jorge Mírez) in Matlabb/Simulink and I utilized concept of linear programming. Image is from my destokp laptop.

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Example of General hybrid power system model

A simple block diagram of a hybrid power system is shown in Figure. The sources of electric power in this hybrid system consist of a diesel generator, a battery bank, a PV array, and a wind generator. The diesel generator is the main source of power around the world. The output of the diesel generator is regulated ac voltage, which supplies the load directly through the main distribution transformer. The battery bank, the PV array, and the wind turbine are interlinked through a dc bus. The RTU (Remote Terminal Unit) regulates the flow of power to and from the different units, depending on the load. The integration of a RTU into a hybrid power system is important to enhance the performance of the system. The overall purpose of the RTU is to give knowledgeable personnel the ability to monitor and control the hybrid system from an external control center. Since the hybrid systems of interest in this research are located in remote areas, the ability for external monitoring and control is of utmost importance. The RTU is interfaced with a variety of sensors and control devices located at key locations within the hybrid system. The RTU processes the data from these sensors and transmits it to a control center. In addition, the RTU is also capable of receiving control signals and adjusting parameters within the system without the physical presence of the operating personnel.

Source:
Richard W. Wies, Ron A. Johnson, Ashish N. Agrawal and Tyler J. Chubb “Simulink Model for Economic Analysis and Environmental Impacts of a PV With Diesel-Battery System for Remote Villages” IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 20, No. 2, May 2005


A block diagram of grid interconnection unit

There is a significative difference storage system and electric power system interconnection unit. The microgrid usually has as high power from grid point of view that it is connected to medium voltage fine, typically 15 kV in Poland. Although the power system interconnection unit has almost the structure as storage system, its primary voltage is in range of kilovolts and is sinusoidal. So, it requires different power electronic converter. It is assumed in Poland that all devices connected to 15 kV lines have to be joined using 50 Hz transformer. Hence, the grid interconnection unit can have a structure shown in Figure.

Source:
Piotr Biczel. “Power Electronic Converters in DC Microgrid”. IEEE 5th International Conference – Workshop, Compatibility in Power Electronics, CPE 2007. Poland.


A block diagram of electrochemical energy storage

The energy storage systems operating in the microgrid are usually electrochemical ones, based on lead-acid battery. Typical estructure is shown in Figure. The microgrid and battery voltages are typically in range of 1000 V and rather similar.

Source:
Piotr Biczel. “Power Electronic Converters in DC Microgrid”. IEEE 5th International Conference – Workshop, Compatibility in Power Electronics, CPE 2007. Poland.


Microgrid operation of islanded operation

The figure illustrates the concept of the power management method in the islanded mode. When a DC micro-grid must be separated from the ac grid and switch to the islanded mode, the grid-tied converter released control of the DC grid voltage and one of the converters in the micro-grid must take over that control. Since each converter of DGs is used for optimal control of each source, only the converters of the energy storage elements are free to regulate the DC grid voltage. During the islanded mode, the battery plays a main role in regulating the DC grid voltage and the super-capacitor plays a secondary role in responding to the sudden power requirement as an auxiliary converter.

Source:
Ji-Heon Lee, Hyun-Jun Kim, Byung-Moon Han, Yu-Seok Jeong, Hyo-Sik Yang and Han-Ju Cha “DC Micro-Grid Operational Analysis with a Detailed Simulation Model for Distributed Generation” Journal of Power Electronics, Vol. 11, No. 3, May 2011


Simplified layout of a dc microgrid

The dc microgrid considered is schematically shown in Fig. As for a typical dc microgrid, it consists of the following mainelements:
• variable (nondeterministic) generations and, in this example, a wind turbine using permanent-magnet synchronous generator (PMSG); the maximum power output from the wind turbine is largely determined by the wind condition;
• controlled (deterministic) generation (e.g., a diesel generator or with ac grid connection); as shown in Fig, the dc grid in this example is connected to an external ac system via a dc-ac converter which provides bidirectionalpower-flow capability;
• variable loads with different characteristics; a number of ac and dc loads can be anticipated (e.g., ac loads via dc-ac inverters, dc loads via dc-dc converters, and direct-connected dc loads, etc.);
• energy storage (ES) system to accommodate the presence of variable generation and load, and the requirement of possible island operation (i.e., connection to the external ac system being lost)

Reference:
Lie Xu, Dong Chen. “Control and Operation of a DC Microgrid With Variable Generation and Energy Storage”. IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 26, No. 4, October 2011


The DC microgrid based on modular PV generation system

The DC bus coupled microgrid investigated in this paper is shown in Fig. 1. DC/DC converters for PV modules, a bidirectional DC/DC converter for battery, a bi-directional DC/AC converter and local loads share a DC bus. The modular photovoltaic generation system is the key element in this DC microgrid, which consists of three DC/DC converters with modular design and same ratings. These  modular converters transfer the power generated by PV arrays to DC bus. The battery with bi-directional DC/DC
converter is used to balance the power differences between PV power supplies and local loads in islanding mode. The local loads include the auxiliary power supplies for microgrid operations, such as control/monitoring of PV arrays, battery monitoring, control/driving of converters. The bi-directional DC/AC converter is used to realize the connection between DC microgrid and AC grid

Reference:
Li Zhan, Tianjin Wu, Yan Xing, Kai Sun, Josep M. Guerrero. “Power Control of DC Microgrid Using DC Bus Signaling”. Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2011 Twenty-Sixth Annual IEEE.


when the priority is sun wind battery utility network

This simulation is about microgrid with solar and wind source, battery storage and utility network. It have cost differents and the simulation is para 96 time’s step. The distance between time’s step is configurable and it depend of characteristic of each source and all source in general. Made on Matlab of Math/Works Inc.

 


simulations load diagram electric

During operation a microgrid, sometimes; renewable energy sources and the external power grid, dispatched electric energy simultaneously. Sometimes, many sources is neccesary for supply to electric load. Also, all it, considering both economic and technical criteria. The figure represent la connection and disconnetion of sources for each state of performance of a microgrid. Too, it is applicable to other similar electric systems.


energy of each source accumulate

In a microgrid, each energy source is required according to the criterion of costs and production capacity. During the operation time, accumulative energy from each source is represented in the figure. Criteria of linear optimization has been used in this modelling and simulation. This allows determining the nominal capacity and the ability to respond to sudden requests. Made on Matlab of MathWorks Inc.


III_MIGEMIR_Liberia Costa Rica Diciembre 2015_Modelado y Simulación de la microred eléctrica de CEDER-CIEMAT_Jorge_MIREZ

Programa_MIGEDIR_III_2015_pag_1

Programa_MIGEDIR_III_2015_pag_2

Atiendo a esta reunión bastante importante es que gracias al apoyo de CYTED y CEDER-CIEMAT es que daremos esta conferencia en el marco del IIi Congreso Iberoamericano de Microredes con Generación Distribuida de Renovables. Este evento sirve de marco para el intercambio de información, experiencias y el tomar en contacto con investigadores provenientes de diferentes países de habla hispana y no hispana, dedicados al sector energía y otros sectores incluyendo el aeroespacial en que el uso de fuentes de energía como sol, viento, biomasa, celdas de combustible, entre otras es bastante importante. Y no sólo eso, importante y quizás mucho más lo que es las técnicas de control, predicción, modelamiento y simulación, software desarrollado que son las cosas de mayor valor agregado, la combinación de diferentes escenarios de trabajo y de implementación en industrias, centros de atención de salud, barcos, naves espaciales, soporte de vida en condiciones extremas, etc. Les dejo la portada de mi presentación y cualquier comunicación a jorgemirez2002@gmail.com, y quienes estén por acá, estaremos conversando.


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Estimados lectores, éstas son las diapositivas de la ponencia que daré el día jueves 19 de noviembre del 2015 en la Universidad Nacional San Agustín de Arequipa como parte de las actividades del XXII Simposio Peruano de Energía Solar que se está realizando desde del 17 al 21 de Noviembre en Arequipa – Perú. Quedan todos invitados, igualmente bienvenidas sus preguntas, opiniones, sugerencias y el hacer cooperación académica o conversar sobre asuntos laborales. Arequipa está cerca de Bolivia y Chile.

XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva1 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva2 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva3 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva4 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva5 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva6 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva7 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva8 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva9 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva10 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva11 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva12 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva13 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva14 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva15 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva16 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva17 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva18 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva19 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva20 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva21 XXII Simposio Peruano Energía Solar Jorge MIREZ 2015 Diapositiva22


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single-line diagram of the test power system including the advanced DES systems

En este post muestro el ejemplo que han usado para analizar la performance de un sistema eléctrico que cuenta con un Distribuited Energy Storage (almacenamiento de energía distribuida… o su equivalente en español). Muchos de estos escenarios no han sido construidos porque toda vez, éstos se están recién investigando en el mundo, y lo que se ha podido construir son casos puntuales en que casi a medida del laboratorio, universidad o institución de investigación se han implementado. Observen la cantidad de potencia que está involucrada y a eso apunta el mercado eléctrico, a una implementación masiva de estas soluciones en los mercados nacionales. Cargas eléctricas, barras y elementos de acondicionamiento de energía eléctrica desarrollados con electrónica de potencia son esenciales en estas implementaciones, que me encargo de estudiar y por medio de este blog compartir con la comunidad de habla española y a quienes usan el traductor del blog (en inglés). Si desean hacer sus políticas nacionales o estudios de impacto de las renovables o investigaciones relacionadas mi correo jorgemirez2002@gmail.com


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Video de Conferencia “Energías Renovables, Generación Distribuida y Microredes”. Jueves 20 de Agosto 2015 – 6:30 pm. Lugar: FIEE-UNI, Lima – Perú. Expositor: Jorge Mírez


vista de conferencia Diapositiva105

Enlace Parte 1:  https://youtu.be/4k7BPpdO_H0

Enlace Parte 2:  https://youtu.be/St4dRPdZG_k

Comparto con Uds. la presente filmación de la conferencia organizada por la Rama Estudiantil de la IEEE – Sociedad de Potencia de la Universidad Nacional de Ingeniería en Lima, Perú, y con el agradecimiento de las personas todas desde antes hasta la fecha que hicieron posible esto…

Atte: Jorge Mírez  – UNI – PERU


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Imágenes del PowerPoint de Conferencia “Energías Renovables, Generación Distribuida y Microredes”. Jueves 20 de Agosto 2015 – 6:30 pm. Lugar: FIEE-UNI, Lima – Perú. Expositor: Jorge Mírez


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conferencia_energias renovables generacion distribuida microgrid agosto 2015

 

TEMARIO:

Energías renovables
Concepto
Los tipos de energías renovables
Tecnologías en cada tipo
Modelamiento simulación de c/tecnología
Impacto en la sociedad
Impacto en la industria
Impacto en la universidad

Generación distribuida
Concepto
Esquemas de conexión eléctrica
Esquemas de control
Esquemas de gestión
Esquemas de optimización
Modelamiento y simulación c/caso

Microredes
Concepto
Esquemas generales
Modos de funcionamiento
Partes
Esquemas de conexión eléctrica
Esquemas de control
Esquemas de gestión
Esquemas de optimización
Microredes modelo en el mundo
MicroRed CEDER
Modelamiento y simulación de casos

Será una conferencia en la que podré hablar de lo que son las energías renovables, sus diferentes tecnologías, modelamiento y simulaciones de turbinas eólicas, paneles solares, baterías, concentradores cilíndricos parabólicos, turbinas submarinas, unidades de control de potencia y corriente, despacho, entre otras cosas. Luego la generación distribuida y las microredes, en la que hay diferentes modelos computacionales que se he hecho en Matlab/Simulink a mostrarles. Conversaremos de la importancia de las renovables y el reto que nos asume el poder conocer, comprender y aportar a este campo de la ingeniería con mucho interés en la industria. Experiencias tanto en Perú como en pasantías en el exterior serán compartidas en una reunión de aproximadamente dos horas y que con gusto estaré apto para responder preguntar e iniciar cooperación académica sea con las universidades o empresas. Sean bienvenidos a la Universidad Nacional de Ingeniería en Lima – PERU a quienes nos visiten de provincia y del exterior. La conferencia es libre y pueden asistir estudiantes, profesionales y público en general de cualquier instituto, universidad, centro de investigación y ciudad. Hay un enlace de inscripción y también para quienes deseen una certificación. Los costos de certificación serán para fortalecer las actividades de la Rama IEEE PES UNI con quienes tengo el agrado de que hayan organizado esta conferencia. Les esperamos !!

Jorge MIREZ
http://www.geocities.ws/jorgemirez


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Vision of the future electricity distribution loaded with independent dc distribution architectures

Estimados lectores… Recogo la información y se las muestro. Esta figura se puede visualizar como será en un futuro la distribución de la electricidad en la que el sistema está cargada o tiene conectados muchos o varias independientes arquitecturas de distribución en corriente continua DC. Valores de 280 Vdc en casas, centros comerciales, datas centers entre otros… pues no estaría mal, además la DC es menos propagación de ondas electromagneticas en el entorno y hay muchas ventajas de la DC frente a la AC. Claro, asumo que alguien recordará a Tesla y su energía free for all, pero hasta lo que se ve, la idea es la misma, la de mantener el mercado electroenergético mediante la compra de electricidad, cambio de repuestos/máquinas, etc… lo mismo de ahora pero en DC, con un pequeño aliciente, en aquellos países que se permita, podrán ser con una inversión, autogeneradores mediante turbinas de viento o paneles solares fotovoltaicos o etc.. pero las reglas de juego al menos a lo que se ve, siempre serán a favor de las empresas públicas o privadas de electricidad… el mercado tiene que sobrevivir, ese es el mensaje. Por lo tanto, si miran bien esta figura, verán que hay mucho por investigar, desarrollar, innovar… Ánimos que si lo pueden hacer en laboratorio excelente !! si no lo pueden, pues están las herramientas de modelamiento y simulación.. Saludos cordiales.


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Block diagram of an MSD Gsystem with battery storage

Hola a todos, espero que les sirva cada post del presente Blog. En la figura se observa dos formas de conexión eléctrica de una fuente de almacenamiento a una micro-fuente en una microred. La primera es una configuración sin regulación del flujo de corriente en DC, es decir, se carga y descarga según el voltaje que se presente en tiempo real sin que algún elemento tome acción de control. El segundo esquema (el de la derecha) es una configuración con el bus de DC regulable, es decir, hay un monitoreo y control por medio de un convertidor dc/dc de la carga y descarga de la batería, de esta manera se optimiza y hace un mejor uso de la energía eléctrica, dado que este sistema está integrado con otros equipos sean cargas o microfuentes como parte de una microred o una multi-microgrid. Bus DC que cada vez va tomando importancia dentro de los sistemas eléctricos dado que va enlazado funcionalmente con la persencia de equipos de electrónica de potencia.


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charge process of a battery lead-acid with anormal conditions for evaluation of charge resistence

charge process of a battery lead-acid with anormal conditions for evaluation of charge resistence [Jorge Mírez https://jmirez.wordpress.com ]

En las baterías de plomo – ácido se considera que si su capacidad está al 80% de su valor nominal, la batería está “descargada”. Descargas más profundas dañan la batería. Lo mismo sucede cuando se realiza el proceso de carga. La figura lo visualiza todo y para ello he podido colocar los códigos del caso para mejor comprensión, dado que la finalidad del blog es dejar legado y compartir conocimiento para la mejor comprensión de las energías renovables y dar un granito de arena para su desarrollo en pos de un planeta mas verde para las futuras generaciones. Entonces, partimos desde un 80% y va cargando la batería, entonces se va acumulando energía, la resistencia va modificándose llevando consigo la visualización de la energía gastada para almacenar parte de la energía eléctrica suministrada. Pero llega a un máximo posible recomendado por todo fabricante y lo usual es que no nos pasemos de dicho valor. Sin embargo, si logramos pasarnos, surge que la resistencia sufre un brusco cambio y se vuelve negativa, es decir, en vez de oponerse, facilita el tránsito de energía eléctrica, pero tránsito hacia donde caballero?… Pues está encajonado el líquido electrolítico y dado que se tiene es un campo eléctrico actuando sobre un sistema de electrolito y láminas de cobre, surge procesos como el burbujeo en el que la energía sobrante ya no se almacena, más bien rompe los enlaces en líquido y placas para descomponer el sistema. Una batería no debería perder líquido teóricamente, funcionalmente la pierde dado la característica propia de la temperatura de ser una variable estadística, pero los tiempos deben ser bastante prolongados para el rellenado del electrolito, un protocolo de pruebas puede servir para determinar según los regímenes de trabajo cada cuanto tiempo se debe rellenar el electrolito o de manera inversa, las baterías deberían tener un sistema de aviso que necesita ya rellenar, entonces con un registro de tiempo y una tabla obtenida de los experimentos propuestos, podemos inferir a que régimen de trabajo aproximado o promedio ha estado sometida la batería. Hecho en Matlab/Simulink y si deseas postearlo o utilizarlo, favor hagan la referencia a este blog y a mi persona… es lo mínimo a pedir dado que les comparto mediante este blog estas simulaciones.


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DERs with different control strategies

  1. DERs grid-forming: Estas unidades son la columna vertebral de las microgrids. Siendo responsable de mantener estable las condiciones del sistema de potencia, estas unidades constantemente hacen control de frecuencia y voltaje tener a tono los sistemas de generación y la demanda. Estas unidades pueden ser convencionales generadores síncronos o Inversores de Fuente de Voltaje (VSI) con almacenamiento de baterías.
  2. DERs grid-supporting: Unidades controlables (despachables) los cuales son dependientes del voltaje y frecuencia del bus. Estas unidades pueden ser de almacenamiento (volantes de inercia, baterías, almacenamiento térmico) o generadores cuyos principal recursos son despachables (celdas de combustible, micro turbinas, etc).
  3. DERs grid-following: Generadores no controlables. Estas unidades son frecuentemente diseñados para maximizar su salida por medio de Seguidores de Punto de Máxima Potencia (MPPT). Ellos no realizan control de frecuencia y voltaje en su PCC, en su lugar, ellos “siguen” la señal de voltaje y frecuencia y actúan como una fuente de corriente. La principal guía para esta estrategia de control es la incertidumbre de la fuente de energía primaria de estas tecnologías. Algunos ejemplos son las celdas fotovoltaicas y las pequeñas turbinas eólicas.

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