Archive for the ‘Máquinas Eléctricas’ Category


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.

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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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turbine_performance_simulation

En la presente entrada muestro el resultado de un proceso de simulación en Matlab/Simulink de una turbina de viento de 100 kW sobre la cual incide un perfil de velocidades recolectadas durante un período de tiempo de 24 horas. Pueden ver como es que el comportamiento de las diferentes variables tales como la corriente, la potencia, el coeficiente de potencia y el ángulo de ataque. En sí el perfil de velocidad es cada hora, pero bien se puede colocar un data recolecta de menor tiempo de toma de datos, eso haría una gráfica bastante aleatoria por lo que he tratado en esta vez de que se vea un tanto asequible y entendible. Lo que se puede hacer mediante modelos matemáticos construidos adecuadamente y procesos de simulación en software de alto nivel es amplio y poderoso, siempre y cuando se tenga la capacidad de evaluar los resultados bajo un adecuado nivel de crítica, conocimientos de ingeniería y de buscar siempre la perfección del modelo matemático.

PD: Por si acaso el modelo de turbina hecho en Matlab/Simulink está a la venta.


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multimeter Sanwa Jorge Mirez

Buen día a todos los lectores de este blog y de mi Blog de Equipos y Máquinas en Establecimientos de Salud.

La presente es para comunicarles que he retomado la actividad de inspeccionar, revisar, diagnosticar los equipos, máquinas y demás componentes que hay en un sistema eléctrico, y además, lo que se tenga que ver con mantenimiento preventivo y correctivo.  El mensaje es para toda la comunidad hispana hablante y también para quienes leen este blog a través del traductor. Estas actividades las hago yo mismo, en las que pongo mis conocimientos y experiencia.

Tableros eléctricos, equipos biomédicos, interruptores, banco de condensadores, circuitos de fuerza e iluminación, motores eléctricos, demás aparataje en baja tensión, cálculo y diseño de sistemas eléctricos de baja tensión para uso industrial y/o de hospitales.

La imagen es nuestro primer instrumento que estamos adquiriendo y a medida que las oportunidades laborales la iremos complementando según el mercado y complejidad de los estudios que se desea realizar. En cada equipo se le crea una ficha en que se detalla las características generales del equipo y el diagnóstico del mismo detallando la secuencia de acciones de medición, criterios de medición, valores de las mediciones y lo que fuera necesario para un buen diagnóstico; de manera semejante en los mantenimientos preventivos.

Un multímetro analógico tiene muchas ventajas, dado que es un mecanismo electrodinámico, tiene un factor de amortiguamiento y por lo tanto, me permite apreciar los cambios que existen en las variables medidas, estas variaciones por lo tanto, me hacen inferir como es el comportamiento de las variables del sistema eléctrico u otra variable que siempre buscan un set point – valor preestablecido.

Los interesados escribir a jorgemirez2002@gmail.com

Atte

Jorge Mïrez
Perú


minimos cuadrados para emular coeficiente de potencia

turbine coeficient of power

Usualmente los coeficientes de potencia se obtienen a partir de experimentación en laboratorio (túneles de viento). Se obtienen datos que como se pueden ver en la figura representan cuanta energía capta la turbina de la masa de aire en movimiento que conocemos como viento. Luego, el coeficiente de potencia no es constante, nunca lo es, cambia en función de varios parámetros, así que si leen algún artículo o tesis con el coeficiente de potencia constante, están quemados. El aporte del presente post, era mencionar que con esos datos y siempre que haya cierta regularidad, se puede utilizar el método de los mínimos cuadrados para desarrollar una curva descrita por ecuación exponencial que permita emular el comportamiento encontrado en laboratorio. Tampoco tiene que salir exacto exacto, con cierta aproximación es útil para cálculos. El eje horizontal es la velocidad del viento a partir de 3 m/s que corresponde al valor 1 y llega por lo tanto hasta 15 m/s. El eje vertical son los valores del coeficiente de potencia.

 

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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máxima_generación_eólica_2012_al_SEIN_Perú

En el año 2009 se inició unos estudios para determinar cuál es la capacidad de inyección de energía eléctrica proveniente de centrales eólicas y el gráfico es el resumen del mismo. A nivel nacional en Perú se tiene determinadas barras que son nodos importantes en el sistema eléctrico nacional, cada uno tiene una determinada capacidad de soporte de energía eólica. Sin embargo, hay que considerar que países como Dinamarca han logrado abastecerse con el 100% de energía proveniente desde centrales eólicas e incluso 150% han logrado y ha sido exportado hacia otros países. Pero claro es país con un sistema eléctrico grande y en cambio el Perú es un sistema eléctrico débil es decir que no tiene una gran máxima demanda de energía eléctrica, en fin, cuestión a determinar cada año a medida que va creciendo la demanda y generación de energía eléctrica en Perú como lo voy a mostrar en otros post. Esto es trabajo de estadística y si tienen datos estadísticos y desean compartirlos o trabajarlos en conjunto es bienvenido el realizar servicios o trabajar en colaboración.


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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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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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flexible_intelligent_electric_system

He aquí una imagen de lo que es un sistema eléctrico inteligente. Es una combinación entre tecnologías de la información y la red eléctrica existente, agregándole elementos de reciente desarrollo como son las fuentes de energías renovables. Las técnicas de información han sido utilizadas desde hace años para monitorear el funcionamiento de la red eléctrica, sin embargo, el actual uso que se le desea dar es mucho más amplio: se desea recopilar información entre cada vez más cortos espacios de tiempo, con alta precisión, rapidez de procesamiento y almacenamiento, de tal manera que se puede determinar y decidir una condición de funcionamiento la más óptima posible y minimizar la presencia de fallas o perturbaciones. En ello estoy avocado como tema de investigación y estoy presto a trabajar en coordinación con investigadores y grupos de IDI. Principalmente mi trabajo se basa en recrear escenarios computacionales y analizar las simulaciones.


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Link:

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?reload=true&tp=&arnumber=6994607&queryText%3DEnergy+management+of+distributed+resources+in+microgrids

The rapid increase in the integration of distributed resources such as distributed generation (DG), demand response (DR) and electricity storage (ES) requires management schemes to integratedistributed resources into low and medium electricity networks. Energy management represents a challenge for operation of electric grids when distributed resources are merged into the network. This paper address the energy management of distributes resources considering a complete characterization of them. The feasibility of those resources is considered into a microgrid model, so, thedistributed resources are integrated through of a microgrid. This paper proposes the integration ofdistributed resources using a microgrid concept because there are relevant advantages of this model. The operational advantages are evident from the results. The results show how effectively differentenergy resources can be managed into the grid in the most efficient way.

Published in:

Circuits and Systems (CWCAS), 2014 IEEE 5th Colombian Workshop on

Date of Conference:

16-17 Oct. 2014

 publicacion


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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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Para algún día ser Premios Nóbel, seis ingredientes fundamentales: mucha curiosidad, una educación de base sólida, un buen mentor, un lugar donde se esté desarrollando ciencia de buen nivel y, sobre todo, una forma de pensar poco convencional


condiciones_para_obtener_premio_nobel

“El Dr. Norrby comentó a los estudiantes de nuestro campus que para algún día ser Premios Nobel, no deben olvidar seis ingredientes fundamentales: mucha curiosidad por explicar ciertos fenómenos, una educación de base sólida, un buen mentor [alguien que te clarifique el camino y esté al tanto de lo que sucede en el mundo, de la importancia de tal o cual investigación en beneficio de la humanidad… tan importante es tener un buen mentor], un lugar donde se esté desarrollando ciencia de buen nivel,  experimentos fuera de serie que rompan paradigmas en una rama que los intrigue y, sobre todo, una forma de pensar poco convencional”.

Estimados (gentlement) lo comparto porque lo veo importante… muy importante lo diría si uno se fija en lo que sugiere el entrevistado y la realidad universitaria.

Fuente: http://www2.ccm.itesm.mx/sites/ccm.itesm.mx.talentotec/files/historico/talentotec055.pdf

 


dc_micro_grid_system_with_ultracapacitor_electric_vehicle

Hello estimados lectores. Esta microgrid si que está muy bonita 🙂 … No hay nada que hacer que quienes lo han diseñado y lo vienen estudiando, lo han hecho con el mejor gusto de ingeniería. Contiene muchos elementos que en un futuro próximo son potencialmente usados masivamente. Los sistemas de electrónica de potencia se hacen cada vez mas interesantes. surge la idea de que si es necesario que todo tenga que ser “electrónica de potencia”, supongo que durante las investigaciones y desarrollo del equipamiento cosas nuevas se podrán determinar de tal manera que esto también sea un sistema que sea robusto ante fuertes pulsos electromagnéticos, ciber-seguridad, entre otros. No podemos ser “modernos” con tan sólo el criterio de que lo “electrónico” es lo moderno, hay que rescatar aquellas técnicas y elementos robustos del pasado que pueden brindar una muy alta fiabilidad. El bus de DC implica muchas aplicaciones tanto en el sector rural, industrial, comercial, residencial y hasta en cuestiones de emergencia, militar y en el sector aero-espacial (este último muy interesante para mí según mi experiencia en Mars Desert Research Station Crew 140 – Crew 141 [April – May 2014]).


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average_promedio_filter_filtro

Las máquinas hacen su trabajo y hay que determinar el valor de cada variable. Para esto se conectan sensores y trasductores que llevan la señal hasta el lugar de control y procesamiento. En ese camino, suele contaminarse con ruido sea generado por el mismo funcionamiento del equipo o por filtración de la señal por inducción o interferencia electromagnética, entre otras formas dependiendo de la tecnología que se está usando. Los puntos rojos son los valores que envia el sensor y lo que hace el filtro promedio es promediar los valores anterior para compensar las variaciones que se tiene. Algunas variables tienen valores que se desean que sean constantes: voltaje y frecuencia por ejemplo. Esta figura se trata de una curva de valor constante de 14.4 voltios al que se la sumado un ruido de valor medio cero y con una cierta desviación estandar. Puedo observarse que la medición tiende hacia su valor ideal de 14.4 luego de varias lecturas.


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now I am member of Technical Program Committee de 2015 ISGT-LA Conference on Innovative Smart Grid Technolgies. Octuber 5-6-7, 2015. Montevideo – Uruguay.


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http://www.isgtla.org/Programcommittee.html

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Desde el año 2008, he venido trabajando haciendo Modelamiento (en caso sea necesario) y simulaciones. Mi situación por aquella época era precaria, así que no me quedo otra que el autoaprendizaje de Matlab/Simulink partiendo por el Help de Matlab y la numerosa literatura disponible gratuita en la web. Hay cosas que necesitan hacer un Modelamiento, son aquellos nuevos casos o aplicaciones particulares y específicas que requieren detalles no contemplados en la literatura. Hay casos en que no es necesario hacer el Modelamiento pues ya hay libros o literatura que te da el o los modelos matemáticos y la tarea que se tiene es escribir en el Matlab/Simulink cada ecuación, enlazarlas y eliminar los errores (que a veces es una tarea épica). Las simulaciones recrean los diversos y diferentes escenarios que se desean conocer, aquí, el criterio del programador es de vital importancia para definir los límites de cada escenario de simulación y la evaluación de los resultados, por lo general gráficas lineales o en 2D ó 3D. Es una herramienta muy poderosa y gran utilidad los programas de programación, en especial, de alto nivel, reducen el tiempo de cálculo y brinda resultados de escenarios que trabajados de manera analítica (a mano) serían más que imposibles. Las únicas herramientas son un software de programación de alto nivel y una computadora. Esto es lo que puede hacer ya que en toda universidad hay computadoras. Sin embargo surge cosas curiosas, por ejemplo la falta de visión en no desarrollo de temas actuales. Por ejemplo, en mi país PERU, se están instalando mas de un ciento de MW de generación eólica y algo menos en generación solar, potencias importantes para nuestro sistema eléctrico nacional que es pequeño, y en este caso, NO hay una colaboración cercana entre Estado – Universidad – Empresa, no hay transferencia de tecnología ni alguna universidad se haya puesto a crear capacidades humanas y tecnológicas para atender tales instalaciones hoy y en el futuro. Hasta quienes como yo, que estoy haciendo algo de renovables, control y muchas simulaciones se nos hace difícil acceder a dichos mercados laborales y hasta resulta que no lo creo que hayan pasado varios meses y hasta ahora no logro que me contraten de nuevo para hacer docencia universitaria (alguna universidad o país se puede interesar en mis capacidades?). Puedo mencionar que quienes realizan simulaciones guardan o tienen muy en práctica, un estricta forma de razonamiento y orden de hacer las cosas, algo difícil de lograr en sistema educativo memorístico. Tal es mi apreciación, que ya desde la escuela y el colegio cursos de programación en programas de alto nivel deberían ya tener, la juventud y niñez captan mucho más rápido las herramientas tecnológicas. Como usuario de Matlab/Simulink y como Admin del Grupo de Matlab más grande de Facebook, ánimo a MathWorks Inc USA a desarrollar un paquete lo bastante básico, inspirador y que no afecte sus expectativas de negocios; para niños y jóvenes. En cuanto a la people universitaria sirve a todas las carreras y mejora mucho el entendimiento de cada tema. Seguiremos haciendo Modelamiento y simulaciones y aportando en este blog y los otros que tengo, y, espero que sirvan e inspiren.
Prestó para servirles.
ATTE:
Jorge Mírez.
Perú.


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