Archive for the ‘Líneas de Transmisión’ Category


ejemplo de estudio de maxima demanda

Tener datos aporta mucho en los trabajos de investigación, dado que sirven para comparar modelos teóricos con datos experimentales. Los modelos teóricos con sus resultados son de por sí todo válidos, en la medida que estén bien formulados y presenten una realidad simulada con bastante aproximación. Simulaciones numéricas son el cuco en América Latina, acá desean “ver para creer” (por eso estamos como estamos). Entonces junto con un estudiante Mario en Bolivia, progresamos avanzando en el estudio de entender el comportamiento del sistema eléctrico y para ello datos sin importar la fecha que sean obtenidas, son analizadas para ser adecuadamente interpretadas y dimensionadas en las investigaciones que vamos llevando. Curvas de producción y demanda con sus pendientes positivas y negativas, con su rapidez de cambio (variación de la pendiente) que implican los requerimientos técnicos a las generadoras así como el reflejo del comportamiento de la demanda. La gráfica es un ejemplo, siendo un reflejo de la demanda y producción con datos simulados de Bolivia.


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variacion interanual generacion electrica vs producto bruto interno y produccion hidroelectrica y termoelectrica entre 2008 y 2014

En la figura se observa la relación entre la generación eléctrica y el producto bruto interno, y además, como es que ha ido evolucionando la producción hidroeléctrica y termoeléctrica entre los años 2008 al 2014. El consumo de energía se encuentra muy ligado al desarrollo de la economía, en el caso peruano, en mayor medida a las empresas mineras e industriales del hierro y el acero. Se espera que el crecimiento de la demanda de energía se mantenga a lo largo de un buena cantidad de años. Y estos datos los podemos procesar en Matlab/Simulink tal y como lo hemos hecho con algunos estudiantes en el desarrollo de sus temas de investigación y tesis. Lo importante son los datos que conllevan a procesarlos y darles la presentación adecuada a partir del cual la tendencia o el comportamiento se visualiza bien.


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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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evolución perdidas de energia PERU

La figura representa como ha ido evolucionando las pérdidas desde el año 1995 al 2013 en cuanto a las pérdidas en la distribución de energía eléctrica, y ha ido disminuyendo a pesar de que el consumo ha ido incrementándose, esto es parte de sistemas mejor diseñados, normativa más exigente, mejor criterio de previsión de crecimiento. En cuanto a la transmisión esta se ha ido incrementando, quizás motivo de que la transmisión se ha ido realizando con la misma red de líneas de transmisión. Sin embargo, el ya ingreso de líneas de transmisión de 500 kV hará disminuir estas pérdidas y eso a medida que los organismos oficiales den a saber sus datos de campo, en este blog lo estaremos dando a saber para conocimiento de nuestros lectores. En cuanto a nuestros servicios, hacemos trabajos de evaluación de pérdidas y eficiencia energética en sistema eléctricos y térmicos, y proponemos mejoras a las instituciones y empresas; también hacemos investigación en cuanto al uso de energía en algún sistema en particular…


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composición_mercado_electrico_peruano

El mercado peruano de electricidad consta de diferentes actores, la figura muestra una representación esquemática y descripción de los mismos. Hay agente normativos, fiscalizadores y que aseguran la operación del sistema eléctrico al mínimo coste. También los hay quien promueve las inversiones en el mercado eléctrico, ahora más que todo impulsado hacia las energías renovables, líneas de transmisión y nuevas centrales hidroeléctricas. El Ministerio de Energías y Minas que dicta parte de la normativa, pero que en cuanto a generación distribuida y energías renovables no hay gran avance… en esta parte, he querido participar para hacer propuestas de nuevas normas según convocatorias, pero los requisitos son tan exigentes que ahí sólo pueden entrar empresas ni peruanas sino extranjeras que tengan experiencia en otros mercados eléctricos… ojalá que no entre una empresa que hasta capturas fotones del Sol es delito, en el futuro por respirar también tendremos que pagar impuestos, hum !!!  … Con gusto trabajar normativas en cualquier país al que desee que participe, precios cómodos…


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Línea_de_transmisión_Chilca_Marcona_Montalvo_1

Línea_de_transmisión_Chilca_Marcona_Montalvo_2

Perú en los últimos años está cambiando el nivel de tensión de su red de transmisión matriz a nivel nacional desde 220 kV a 500 kV. La primera línea implementada es la descrita en este post y en cuyas figuras pueden encontrar las principales características para la sapienza de los amantes de la ingeniería eléctrica. En internet pueden encontrar fotos a nivel de piso de como son los armados de los postes. Luego existe un plan de implementación de muchos más kilómetros de líneas de alta tensión en 500 kV y es algo que es necesario para Perú dado que su crecimiento económico impulsado y sostenido principalmente por la pequeña empresa la cual conlleva a un beneficio de más población que las grandes explotaciones mineras que sólo conllevan beneficio a algunos y una cuestionada gestión del Gobierno en no poder invertir en obras o acciones que refuercen el crecimiento y se cree valor agregado en alta tecnología o productos manufacturados. La ingeniería en líneas de transmisión es muy interesante y conlleva a una ingeniería de por sí fascinante… algunas tesis he asesorado o hemos trabajado al respecto.


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central_eólica_talara_1

central_eólica_talara_2

La Central Eólica “Talara” ubicada en la parte norte del Perú en la región Piura. La Región Piura tiene al interior una gran superficie desértica, principalmente dedicada a la producción de fosfatos (El Perú: Un Mendigo sentado en un banco de Oro… no crea tecnologías ni valor agregado a sus productos, sólo es un Pobre país conformista que vende sólo materias primas). Y bueno el emplazamiento esta en la misma ciudad y es que el aire proveniente del mar asciende por la ciudad la cual es asienta en una pendiente encantadora y que desde la parte alta se observa incluso las plataformas de extracción de petróleo. La Central Eólica “Talara” complementa con generación a la parte norte del Perú que actualmente sufre una desabastecimiento de energía debido al crecimiento de la economía, además que su principal fuente de alimentación es la generación en la zona central del Perú, por lo tanto, la línea de transmisión hacia el Norte se satura, y para compensar ello se encienden centrales eléctricas para compensar la caída de tensión y brindar parte del suministro… incluso se llegó a importar energía eléctrica desde Ecuador. Para quienes puedan visiten Talara, aparte de la buena comida esta ahora la central eólica. Conozco Talara cuando hace algunos años fui invitado a dar clases de Matemática Aplicada usando Matlab/Simulink para un programa de postgrado Maestría en Ingeniería de Petróleo que fue dictada por la Universidad Nacional de Ingeniería en cercanías de Talara… acá toda la matemática superior de ingeniería fue dictada usando códigos y ejemplos.


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central_eólica_tres_hermanas_1

central_eólica_tres_hermanas_2

La Central Eólica Tres Hermanas se encuentra ahora (2015) en construcción en un lugar privilegiado del Perú como es la Región Ica, ubicada al sur de Lima – Ciudad Capital, en donde los vientos son fuertes y constantes. Dicha característica está originada por que al interior de la región hay un suelo arenoso y seco por lo tanto esto se calienta muy rápido en las horas de la mañana y luego el aire asciende hacia la coordillera por lo que esto tiene que ser reemplazado por aire fresco proveniente del mar peruano que por lo general es de agua frías (excepto en el Fenómeno del Niño en que se incrementa su temperatura unos °C). El Perú tiene potencial para abastecerse de energías renovables al 100 % e incluso exportarlas, sin embargo, reglas de juego ya pactadas hace años principalmente en lo que es generación hacen que el impulso hacia tener más renovables esté frenado. Conozco el lugar de las Tres Hermanas, muy cercano a la actual y en operación Central Eólica Marcona y uno puede ver la carretera con la arena que desprendida del suelo se desliza mágicamente ante la vista formando torbellinos y formas que desafían la matemática estocástica. Ha sido difícil contactar con empresas de este tipo que construyen, por lo general, sus portales web dan emails que nunca responden, pero a las empresas que se dedican a esto con gusto estamos para brindarles asesoramiento, consultorías y nuestros servicios profesionales.


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conferencia_energias renovables generacion distribuida microgrid agosto 2015

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
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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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energy balance microgrid electricity

La presente tiene por finalidad mostrar el cálculo que se puede hacer con Matlab/Simulink de balance de potencias activas y reactivas. Ambas se procesan como un elemento de parte real y parte imaginaria, esto es números complejos. La figura muestra diferentes maneras como trabajar con los números complejos, sean estos idealizados o sean estos de registro de bases de datos hechos por smart meter o data base recolectados. Los ingresos son sumados y presentados en dos ventanas de potencia activa (lado izquierdo/derecho superior) y reactiva (lado izquierdo/derecho inferior), además de un tercera ventana de doble ingreso en que se representa en un plano complejo XY las dos potencias como vector de potencia aparente.


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condenser_bank_simulation

Los bancos de condensadores son muy usados para corregir el factor de potencia inyectando energía reactiva al circuito al que está conectado (y por ende a la red) La gráfica muestra en colores los condensadores que tiene un banco de condensadores, son cinco. Ademas se observa el acumulado de la conexión de los condensadores y la potencia reactiva solicitada. Se debe mantener siempre el factor de potencia por debajo de 1, dado que puede ser causa de resonancia y presencia por lo tanto de transitorios perjudiciales al sistema eléctrico. El gestor de control elaborado en Matlab lo que permite es en función de la potencia reactiva solicita, determinar que conexiones son las necesarias de entre los condensadores disponibles a fin de lograr el mejor factor de potencia. El eje horizontal esta numerado en tiempo discreto, el cual se puede ajustar a cualquier tiempo de muestreo. También se puede añadir a un código de estos, cuestiones de predicción, gestión de número de ciclos de uso por condensador (para no envejecer a algunos con exceso de ciclaje), entre otras perspectivas. Estos 10 ciclos pueden ser 10 segundos, 10 minutos, 10 ciclos de 5 minutos, en fin… Os dejo con esto, espero les sirva, y les motive hacia los procesos de modelamiento y simulación.


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Supply technologies in the future energy system

Fecho este post codificado con J800 con un cuadro que menciona las tecnologias que harán posible el próximo o casi ya actual mercado energético mundial. Casi ya, debido a que muchas de ellas se vienen ya implementando y otras en continuos y avanzados estados de investigación, innovación y desarrollo. Están tipificados según sus características funcionales y que hacen posible la comparación entre ellas. Algunas técnicas de medición, predicción, gestión, optimización y control pueden ser familiares entre ellas debidos a su propia naturaleza de funcionamiento. Hay mucho campo por estudiar en el sector energía, cada temática es una apasionante ventana hacia un conocimiento que se ve y será cada vez más novedoso en cuanto a tecnologías… No seamos simples lectores, intentemos ser parte de este cambio aunque sea aportando un granito de arena, al menos como lo hago mediante este blog, mis otros blogs y  modelamiento y simulaciones numéricas con Matlab/Simulink


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Secondary DG system with power quality support to priority loads

Este esquema que se muestra en la figura es una alternativa configuración para CHP o celdas de combustible (CHP – generación de calor y energía eléctrica). El sistema CHP opera en paralelo con la red eléctrica para proveer electricidad y energía térmica de bajo costo. El sistema (generador, controles, etc) necesidad ser especialmente diseñados para operación durante salidas de la red para proteger a las cargas prioritarias.

Como se puede ver en la figura, lo diferencia con el post anterior, es que la electrónica se sitúa sobre un conjunto de cargas priorizadas las que son alimentadas en caso de cualquier pertubación (salida del suministro), en cambio, las cargas no priorizadas se quedan sin electricidad.


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Secondary DG system with power quality support

Un típico sistema de generación distribuida (DG) secundario con soporte de calidad de potencia se muestra en la figura. Usa almacenamiento de energía para proteger de cortes de corta duración. También provee protección a las cargas de fluctuaciones de voltaje momentaneas y de corta duración por sistemas de control sofisticados. El almacenamiento de energía on-site es usado para que en caso de que falle la red estos puedan suministrar energía mientras el generador arranque. Sofisticados interruptores estáticos y controles previenen a las cargas detectando cualquier cambio que se pueda producir en la red eléctrica externa, fuente de generación distribuida secundaria y la que se encuentre en standbye.

Este esquema de configuración es normalmente usado para cargas sensibles a la calidad de la potencia usando UPS con baterías y generadores en standbye. La redundancia del sistema es necesario para aplicaciones altamente sensibles. También en algunos casos lo usan para cubrir parte de las cargas picos que se presentan durante el día.


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A time-horizon perspective of power system studies

El planeamiento se enfoca en la visión que se tiene del sistema eléctrico de operarlo en el corto y largo plazo. Por ejemplo un estudio típico de largo plazo es aquel que se hace a 10 años, por ejemplo, la predicción si a 10 años es necesario construir una nueva planta y donde estaría ubicada. Este ejemplo más aquellos estudios que se pueden pensar para la operación adecuada del sistema eléctrico desde 1 año a 10 años o más están enfocadas en los que el Planeamiento del Sistema de Potencia. Una visión dentro de la perspectiva en el horizonte del tiempo de los estudios de un sistema de potencia se puede observar en la figura.

La planificación del sistema de alimentación es un proceso en el que el objetivo es decidir sobre los nuevos, así como actualizar los elementos del sistema existentes, para satisfacer adecuadamente las cargas para un futuro previsto.

Los elementos pueden ser: instalaciones de generación, subestaciones, líneas de transmisión y/o cables, capacitores/reactores, etc. Y las decisiones pueden consistir en:

  • Donde localizar el elemento.
  • Cuando instalar el elemento.
  • Que seleccionar, en términos de las especificaciones del elemento.

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electricity_supply_system

Un sistema de potencia contiene todos los equipos necesarios para suministrar a los consumidores con energía eléctrica. Este equipamiento incluye generadores, transformadores, líneas de transmisión, líneas de subtransmisión, cables e interruptores. Como se muestra en la figura el sistema está dividió principalmente en tres partes. La primera parte es el sistema de generación en el cual la electricidad es producida en plantas de potencia propias de una empresa de electricidad o un suministrador independiente. La potencia generada es al nivel de voltaje de generación. El voltaje es incrementado usando transformadores de potencia para transmitir la potencia a través de largas distancias bajo las mejores condiciones económicas

La segunda parte es el sistema de transmisión que es responsable para el despacho de la potencia hacia los centros de carga a través de cables o líneas de transmisión. La potencia transmitida es en extra alto voltaje (EHV) o alto voltaje (HV) .

La tercera parte es el sistema de distribución donde el voltaje es reducido por las subestación al nivel de media tensión (MV). Luego la potencia es transmitida a través de líneas de distribución (o cables) a las subestaciones locales (transformadores de distribución) en los cuales el voltaje es reducido al nivel de consumidor y las líneas de potencia de la red local o de la compañía de distribución llevan la electricidad hacia los establecimientos comerciales o residencias


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indicadores_fiabilidad

En el presente entrada es el trabajo en conjunto que venimos haciendo sobre simulación mediante monte carlo de indicadores de fiabilidad en un sistema eléctrico. Han sido necesarios varias reuniones y aún seguimos trabajando. En el eje horizontal es el número de elementos del sistema eléctrico, ahí cada quien presenta un número de fallas, un probabilidad de falla, un tiempo medio de respuesta luego de un tiempo de simulación de varios años. Permite pues estas simulaciones que a base de datos reales, imaginar un visión de la performance del sistema eléctrico a futuro. Hecho en Matlab de MathWorks.


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fault_time_of_network_electrical

Una red eléctrica está compuesta por diferentes elementos entre líneas, centros de transformación, seccionadores, etc. Todos estos tienen ya sea por estadísticas o por probabilidades, un valor de tantas fallas por año. Sin embargo, para pensar en futuros escenarios, se hace necesario generar números aleatorios para cada elemento de la red eléctrica de tal manera que podamos “ver” que elemento es el que fallará primero y luego el siguiente etc… en todo caso, se asume muchos años para analizar luego de ese período de análisis (unos 100 años o 1000 años) los costos asociados a la red eléctrica. La imagen muestra el tiempo de falla de cada elemento, hay elementos muy prontos a fallar (valores pequeños) y elementos de larga duración sin fallas (valor altos). Hecho en Matlab de MathWork Inc. y quedo presto a quienes desean que les brinde mis servicios de programación y análisis (e-mail: jorgemirez2002@gmail.com)


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