Archive for the ‘rectificador eléctrico’ Category


Mis alumnos y tesistas usualmente me han preguntado como llegar a hacer modelos de una máquina o sistema completo, es decir, de toda una instalación en general. Bueno algunas cosas a considerar les doy a continuación. En primer lugar usar un software de alto nivel, no es que vaya en contra del software libre, sino que estamos hablando a modo de usuarios como ingenieros y científicos que lo menos que deseamos es lidiar con el mismo software; en mi caso uso Matlab/Simulink. En segundo lugar es despiezar el sistema en sus principales componentes, todos ellos se pueden identificar pues utilizan un propio sistema de ecuaciones para ser descritos; por ejemplo: las ecuaciones de un motor eléctrico son diferentes a de una bomba de agua; aún así dentro de cada parte hay sub-partes a considerar dependiendo de la profundidad del problema que se desea abodar. Tercero: se debe comenzar a modelar ecuación por ecuación, sacando el máximo provecho a cada uno de ellas con diferentes valores de entrada y analizando los valores de salida (los resultados), poco a poco se irán simulando cada vez mas ecuaciones y así mismo se irá construyendo el criterio propio de análisis de los resultados para dicho problema. Cuarto: Una vez que se tiene ya varias ecuaciones de los componentes se da el gran paso que es integrar dichos modelos en modelos más grandes que describan los componentes o sistemas; esta integración es en parte todo un arte que se debe cultivar con práctica, paciencia y perseverancia a fin de que los modelos y simulaciones nos arrojen resultados predecibles y comprendibles en base a la experiencia anteriormente ya construída. Quinto: Teniendo ya los modelos de las cosas que deseabamos, un último toque es el “maquillaje” de los resultados, presentándolos lo más interesante y visiblemente adornados a fin de cautivar al público oyente o lector.

Los pasos descritos asumo por los comentarios que me han dado que es algo que casi todos los logramos entender, sin embargo, la principal dificultad radica en (i) el orden de ecuaciones a programar, (ii) la programación en sí de cómo le hago para que la computadora me dé lo que quiero ver y (iii) la integración de varios componentes – varios códigos o programas – en un sólo programa grande, lo cual es algo que puede causar muchas horas de intriga, pasión, duda y contradicción pero que tarde o temprano es un gran alivio y alegría poder lograrlo. Todo esto es como un gran rompecabezas en que hay que estar atento a solución lógica que se presenta ante nuestros ojos en medio del abanico de ecuaciones que tengan que simular.

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Transmisión en Vivo del Encuentro de Académicos y Profesionales Chota 2016. Hoy 28 Dic 2016. De 14 h (hora Perú) se da link YouTube


"Link de transmisión en vivo y en Directo en español del Encuentro de Académicos y Profesionales MAP Chota 2016 que se realiza hoy 28 Dic. a partir de las 14 h (hora de Perú) en el Complejo Cultural "Akunta" de la CIudad de Chota"....
Página Web: http://jmirez.wixsite.com/mapchota2016 
Fanpage: https://www.facebook.com/mapchota2016/
PD: Se invita a los que desean grabarlo, transmitirlo por radio, TV y/o cable el evento.
Link Youtube de transmisión en vivo: http://youtu.be/gJEeSJ4iNTA"
Link de transmisión en vivo y en Directo en español del Encuentro de Académicos y Profesionales MAP Chota 2016 que se realiza hoy 28 Dic. a partir de las 14 h (hora de Perú) en el Complejo Cultural “Akunta” de la CIudad de Chota”….
Página Web: http://jmirez.wixsite.com/mapchota2016
Fanpage: https://www.facebook.com/mapchota2016/
PD: Se invita a los que desean grabarlo, transmitirlo por radio, TV y/o cable el evento.

Link Transmisión en Vivo y en Directo en Español

http://youtu.be/gJEeSJ4iNTA

 

Meeting of Academics and Professionals / Encuentro de Académicos y Profesionales MAP Chota 2016. Miércoles 28 Dic 2016 (Wed, Dec 28, 2016). 14:00 h – 20:00 h. Lugar: Complejo Cultural “Akunta”. Chota, Perú.


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Se invita a todos los que desean participar como Ponentes de este Encuentro. Las reglas son:

  1. Las ponencias serán de al menos 15 minutos.

  2. Hay espacio para 24 ponencias de 15 minutos.

  3. Las ponencias serán transmitidas vía internet por dos canales de YouTube (uno en español y otro en inglés con traductor en vivo).

  4. Los ponentes enviarán hasta el 21 de diciembre sus ponencias y CV para ser colocados en el Programa del evento.

  5. El modelo del CV en formato Word está disponible en el siguiente link: https://jmirez.files.wordpress.com/2016/12/map-chota-2016_nombreyapellidoponente_cv.docx

  6. El modelo de la presentación en formato PPT está disponible en: https://jmirez.files.wordpress.com/2016/12/ppt_mar-chota-2016_autor.pptx

  7. Los archivo PPT y Word enviarlo a jmirez@uni.edu.pe


Motivación del Encuentro

Las fiestas de fin de año reúnen a la familia y amigos, para lo cual se da el retorno de estudiantes, académicos y profesionales desde sus centros de estudio, investigación y de trabajo a sus ciudades de origen (en los diferentes ciudades y pueblos a nivel nacional)  a pasarla en familia, con las amistades o simplemente es un tiempo de retorno a nuestros lugares de origen.

Este es un motivo especial para reunirnos para conocernos y compartir lo realizado durante el año mediante la conversación y ponencias tanto en lo académico y en las experiencias profesionales sean éstas realizadas en el sector público como privado.

Chota, la Atenas del Norte del Perú, se viste de gala al organizar el MAP Chota 2016 e invita a ser parte de este encuentro entre estudiantes de escuelas, colegios, pregrado y postgrado, académicos, profesores, padres de familia, investigadores, profesionales, organizaciones de base y sociedad en general  de fin de año 2016 y hacemos el llamado a todas las ciudades del Perú a que se realicen eventos similares, y hacemos extensivo también a todos los pueblos y ciudades de América Latina.

Durante el MAP Chota 2016 estamos organizando algunas actividades extras: como un compartir; feria tecnológica, artesanal y artística; exposición de fotografías y de libros.

Las seis horas que durará el evento quedará guardado en YouTube y la participación en el evento como Ponente o Asistente es totalmente libre y gratuito. Quedan todos invitados a participar.

Página Web del Encuentro http://jmirez.wixsite.com/mapchota2016


design-of-entire-system-microgrid-dc

Este es un esquema bastante interesante aunque no lo veo tan práctico, sin embargo, considero que el autor visualizó la idea de dos lugares diferentes con diferente potencial energético renovable en la misma área en que se implementa la microred. Hacia el lado izquierdo se visualiza turbinas eólicas como fuente de generación renovable y en la derecha se visualiza que son paneles solares. En ambos lados se tienen cargas AC y DC. El bus de la microred prácticamente está partido en dos. A ambos sub-bus se conectan con conversores AC/DC a un sólo bus o barra que viene a ser la del punto de común acoplamiento con la red eléctrica externa, a la que también está conectada un sistema de almacenamiento que da soporte a ambas partes de la microred. Existen también supercapacitores, pero considero que estos están más que todo por asuntos de mejorar la calidad de la energía eléctrica que por un respaldo en bloque de toda o parte de la microred.

Fuente: Wenchao Fan, Zaijun Wu, Xiaobo Dou et at “Design of a Microgrid with Low-Voltage Ride-Through Capability and Simulation Experiment”. Journal of Applied Mathematics, Vol.2014, Art. ID 324527


morebooks-jorge-mirez-libro-introduccion-modelamiento-simulacion-de-microredes-de-energia portada_primer_libro

Enlace del libro (información, precio, compra): https://www.morebooks.de/store/es/book/introducci%C3%B3n-al-modelamiento-y-simulaci%C3%B3n-de-microredes-de-energ%C3%ADa/isbn/978-3-639-63529-4

Introducción al Modelamiento y Simulación de Microredes de Energía
Un acercamiento a los sistemas eléctricos del futuro mediante la ingeniería, física, matemática y programación
Editorial Académica Española (2016-10-25 )

ISBN-13:978-3-639-63529-4
ISBN-10:3639635299
EAN:9783639635294

Idioma del libro:
Notas y citas / Texto breve:

En el libro desarrollo el modelamiento y simulación de una microred (microgrid) de voltaje continuo/alterno alimentado con fuentes solar fotovoltaica, eólica, de almacenamiento, una red eléctrica convencional (red de empresa pública o privada de electricidad) y que posee además cargas eléctricas. En dicha microgrid se realiza la evaluación del comportamiento de los parámetros del sistema: voltaje, corriente, potencia y energía eléctrica, en condiciones normales de funcionamiento. Matlab/Simulink de MathWork Inc. es la herramienta de simulación usada y los códigos son dados en Anexos. El libro está pensando para un amplio círculo de lectores, entre: (a) estudiantes de pregrado y postgrado de diferentes carreras relacionadas a la temática de microgrids, energias renovables y energia en general, como son de ingeniería mecanica, eléctrica, electrónica y electromecanico; física, matemática, computacion, economía, entre otras; (b) empresarios y profesionales que desean especializarse o ampliar sus conocimientos en energías renovables y/o modelamiento matemático y simulación numérica; (c) autoridades y público en general interesados en temas de energía.
Editorial: Editorial Académica Española
Sitio web: https://www.eae-publishing.com
Por (autor): Jorge Luis Mírez Tarrillo
Número de páginas: 240
Publicado en: 2016-10-25
Categoría: Tecnología
Palabras clave: Energías renovables, Microred, Modelamiento y Simulación, sistema eléctrico, Matlab Simulink

(Dénle Me gusta en mi Fanpage personal: http://www.facebook.com/jorgemirez )

Conferencia “Motivación en Ingeniería Mecánica Eléctrica, Biomédica y Espacial”. Ciclo de Charlas de Motivación – Lugar Polideportivo Colegio Nacional San Juan de Chota, Chota – Perú. Lunes 20 Junio 2016 – 9 am. Organiza: Promoción Bodas de Plata 1987-1991 “Horacio Zeballos Gamez” – CN San Juan de Chota (in spanish)


Conceptual diagram of a dc-bus microgrid system

The dc-bus microgrid link the diferent component of the microgrid both loads as sources. The figure is a general representation with conextion to AC-grid, wind turbine, PV solar plant, DC and AC loads, Batteries, fluwheel, micro turbine, AC/DC converser, DC/AC converser and DC/DC converser.

Source:
S. Vimalraj, P. Somasundaram, “Fault Detection, Isolation and Identification of Fault Location in Low-Voltage DC Ring Bus Microgrid System,” Int. J. Advanced Res. in Electrical, Electronics and Instr. Eng. vol. 3, special iss. 2, pp: 570-582, Apr. 2014


Control of active and reactive power in a wind turbine with multipole PMSG

Another example for the control structure used for full-scale converter-based wind turbine concept is shown in Figure. An advantage of this turbine system is that the dc link performs some kinds of control decoupling between the turbine and the grid. The dc link will also give an option for the wind turbines to be connected with energy storage units, which can better manage the active power flow into the grid system—this feature will further improve the grid supporting abilities of the wind turbines. The generated active power of the WTS is controlled by the generator side converter, whereas the reactive power is controlled by the grid side converter. It is noted that a dc chopper is normally introduced to prevent overvoltage of dc link in case of grid faults, when the extra turbine power needs to be dissipated as the sudden drop of grid voltage

Source:
Frede Blaabjerg and Ke Ma “Future on Power Electronics for Wind Turbine Systems” IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 1, No. 3, September 2013


Control of a wind turbine with DFIG

The control methods for a DFIG-based WTS are shown in Figure. Below maximum power production, the wind turbine will typically vary the rotational speed proportional with the wind speed and keep the pitch angleθ fixed. At very low wind speed, the rotational speed will be fixed at the maximum allowable slip to prevent over voltage of generator output. A pitch angle controller is used to limit the power when the turbine output is above the nominal power. The total electrical power of the WTS is regulated by controlling the DFIG through the rotor side converter. The control strategy of the grid side converter is simply just to keep the dc-link voltage fixed. It is noted that a trend is to use a crowbar connected to the rotor of DFIG to improve the control performance under grid faults.

Source:
Frede Blaabjerg and Ke Ma “Future on Power Electronics for Wind Turbine Systems” IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 1, No. 3, September 2013


Variable-speed wind turbine with full-scale power converter

The second important concept that is popular for the newly developed and installed wind turbines is shown in Figure. It introduces a full-scale power converter to interconnect the power grid and stator windings of the generator, thus all the generated power from the wind turbine can be regulated. The asynchronous generator, wound rotor SG (WRSG) or permanent magnet SG (PMSG) have been reported as solutions to be used. The elimination of slip rings, simpler or even eliminated gearbox, full power and speed controllability as well as better grid support ability are the main advantages compared with the DFIG-based concept. The more stressed and expensive power electronic components as well as the higher power losses in the converter are, however, the main drawbacks for this concept.

Source:
Frede Blaabjerg and Ke Ma “Future on Power Electronics for Wind Turbine Systems” IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 1, No. 3, September 2013


Variable-speed wind turbine with partial-scale power converter and a DFIG

This wind turbine concept is the most adopted solution nowadays and it has been used extensively since 2000s. As shown in Figure, a PEC is adopted in conjunction with the DFIG. The stator windings of DFIG are directly connected to the power grid, whereas the rotor windings are connected to the power grid by the converter with normally 30% capacity of the wind turbine. In this concept, the frequency and the current in the rotor can be flexibly regulated and thus the variable speed range can be extended to a satisfactory level. The smaller converter capacity makes this concept attractive seen from a cost point of view. Its main drawbacks are however, the use of slip rings and the challenging power controllability in the case of grid faults—these disadvantages may comprise the reliability and may be difficult to completely satisfy the future grid requirements

Source:
Frede Blaabjerg and Ke Ma “Future on Power Electronics for Wind Turbine Systems” IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 1, No. 3, September 2013


Two HVDC transmission solutions_Classical LCC-based system with STATCOM and VSC-based system

Classical HVDC transmission systems [as shown in Figure (a)] are based on the current source converters with naturally commutated thyristors, which are the so-called linecommutated converters (LCCs). This name originates from the fact that the applied thyristors need an ac voltage source in order to commutate and thus only can transfer power between two active ac networks. They are, therefore, less useful in connection with the wind farms as the offshore ac grid needs to be powered up prior to a possible startup. A further disadvantage of LCC-based HVDC transmission systems is the lack of the possibility to provide an independent control of the active and reactive powers. Furthermore, they produce large amounts of harmonics, which make the use of large filters inevitable. Voltage-source converter (VSC)-based HVDC transmission systems are gaining more and more attention not only for the grid connection of large offshore wind farms. Figure (b) shows the schematic of a VSC-based HVDC transmission system

Source:
Juan Manuel Carrasco, Leopoldo García Franquelo, Jan T. Bialasiewicz, Eduardo Galván, Ramón C. Portillo Guisado, Ángeles Martín Prats, José Ignacio León and Narciso Moreno-Alfonso “Power-Electronic Systems for the Grid integration of Renewable Energy Sources: A Survey”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 53, No. 4, August 2006


Double three-phase VSI

The figure shows the scheme of a full power converter for a wind turbine. The machine-side three-phase converter works as a driver controlling the torque generator, using a vector control strategy. The grid-side three-phase converter permits windenergy transfer into the grid and enables to control the amount of the active and reactive powers delivered to the grid. It also keeps the total-harmonic-distortion (THD) coefficient as low as possible, improving the quality of the energy injected into the public grid. The induction generator of wind turbine is connected to a voltage-source inverter (VSI) used as a rectifier

Source:
Juan Manuel Carrasco, Leopoldo García Franquelo, Jan T. Bialasiewicz, Eduardo Galván, Ramón C. Portillo Guisado, Ángeles Martín Prats, José Ignacio León and Narciso Moreno-Alfonso “Power-Electronic Systems for the Grid integration of Renewable Energy Sources: A Survey”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 53, No. 4, August 2006


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.


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


General block diagram of the DC microgrid power plant

El block diagram structure of a microgrid is shown in Figure. The main task of the power plant’s power electronic converter is to fit primary energy converter’s output voltage to the microgrid power line voltage, and source operating point control as well as low and high level microgrid’s control. The converter’s structure depends on a type of primary energy converter. A common feature of the converters concerns their output current. It should be permanent and low ripple.

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


DC grid unipolar and bipolar

DC grid of a Microgrid DC may be unipolar with ground as return path or bipolar with positive and negative terminal. The figure (a) and (b) depicts unipolar and bipolar grid respectively.  If load connected to DC bus is DC such as TV, computers, fluorescent lamps; DC bus requires less power conversion stages. Since power conversion stages are less, losses in conversion also gets reduced.

Source:
Ganesh Patil, M. F. A. R. Satarkar, Gorakshanath Abande “New Scheme for Protection of DC Micro grid” International Journal of Innovative Reseach in Science, Engineering and Technology. Volume 3, Special Issue 3, March 2014.


Schematic of a typical wind diesel hybrid system with storage

One of the most promising applications of renewable energy technology is the installation of hybrid
energy systems (HES) in remote areas, where the grid extension is costly and the cost of fuel increases drastically with the remoteness of the location. Recent research have shown that HES have an excellent potential, as a form of supplementary contribution to conventional power generation systems. In figure, one of the most common hybrid renewable system implemented and studied is described.

Source:
Francisco Goncalves Goina Mesquita. “Design Optimization of Stand-Alone Hybrid Energy Systems”. A Dissertation submitted under the scope of Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Major Energia. Fevereiro de 2010. Facultade de Engenharia da Universidade do Porto.

 

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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