Revista Técnica energía

Dimensionamiento de un Transformador tipo Zig-Zag para Puesta a Tierra en la Central de Generación Illuchi 1 de ELEPCO

Resumen: En este documento se presenta el estudio técnico-económico para la especificación de un transformador Zig-Zag para puesta a tierra de la Central de Generación Illuchi I. Partiendo con la creación de una base de datos con los parámetros eléctricos de los elementos que forman parte de la central, se implementa un modelo en el software Power Factory en el que se ejecutan flujos de potencia y cortocircuitos. Los resultados obtenidos se analizan mediante un script programado en DPL que determina los parámetros eléctricos necesarios para la especificación del transformador de puesta a tierra Zig-Zag. Después, se verifica el comportamiento del sistema con la conexión del transformador Zig-Zag en la central y se coordina el sistema de protecciones de sobrecorriente de la línea de transmisión Illuchi I - El Calvario con el resto del sistema de ELEPCO. También, se realiza una valoración de los costos y beneficios asociados a la implementación del sistema de puesta a tierra mediante el transformador Zig-Zag. Es importante establecer que un sistema de puesta a tierra correctamente seleccionado y diseñado brinda seguridad y protección tanto a las personas como a los elementos de las centrales eléctricas.

Abstract: In this document, the technical-economic study for the specification of a Zig-Zag transformer for grounding of Illuchi I generation power plant, is presented. Starting with the creation of a database with the electrical parameters of the elements that are part of from the power station, a model is implemented in the Power Factory software on which power flows and short circuits are executed. The results obtained are analyzed by a DPL programmed script that decides the electrical parameters needed for the earthing transformer specification Zig-Zag. Then, the behavior of the system is verified with the connection of the Zig-Zag transformer and the system of overcurrent protections in the transmission line Illuchi I - The Calvary with the rest of the ELEPCO system is coordinated. Also, an assessment is made of the costs and benefits associated with the implementation of the grounding system using the Zig-Zag transformer. It is important to set up that a correctly selected and designed earthing system supplies safety and protection both to people and to the elements of power plants.

Regulación Primaria de Frecuencia Mediante Sistemas de Almacenamiento de Energía con Baterías en el Sistema Eléctrico Ecuatoriano

Resumen: Los nuevos desafíos técnicos asociados a variaciones drásticas en patrones típicos de despacho de centrales de generación y la distribución de flujos de potencia, debido a la interconexión de cargas dinámicas, interconexión con sistemas regionales y diversificación de las fuentes primarias de energía renovable han afectado a la estabilidad y confiabilidad de los sistemas eléctricos. Actualmente, los sistemas de almacenamiento de energía con baterías se constituyen como una de las soluciones más destacadas por su capacidad de contribuir a la estabilidad de frecuencia y voltaje en un sistema eléctrico. En este trabajo se modela y se analiza las bondades de la implementación de un sistema de almacenamiento para el control de Potencia - Frecuencia (P-f) en el Sistema Nacional Interconectado (S.N.I.). Para ello, se modela en DIgSILENT PowerFactory los componentes del sistema de almacenamiento en una base reducida del Sistema Nacional Interconectado S.N.I., la cual considera los reguladores de velocidad de las principales unidades de generación y mediante un equivalente dinámico se considera el aporte del sistema eléctrico colombiano. Se presenta el análisis del impacto de las baterías en diferentes escenarios teniendo en cuenta las incertidumbres en la programación de la generación.

Abstract: The new technical challenges associated to the connection of dynamic loads, regional grid interconnections, and a higher participation of renewable energies have caused drastic changes in the typical dispatch approaches of generation plants and the distribution of load flows. Thus, the stability and reliability of power systems have been gradually affected. In this regard, the battery energy storage systems (BESS) are considered as one of the most outstanding solutions at the moment. BESS are able to contribute to frequency and voltage stability on power systems. In this paper, the benefits of implementing a storage system for power-frequency (P-f) control in the National Interconnected System (S.N.I. for its Spanish acronym) are modeled and analyzed. For this purpose, the components of the BESS are modeled in DIgSILENT PowerFactory on a reduced data base of the Ecuadorian Interconnected Power System S.N.I., which includes the speed governing systems of the main power plants and the contribution of the Colombian power system through a dynamic equivalent. Finally, an analysis of the impact of batteries under different scenarios is presented, taking into account the uncertainties in the power scheduling.

Protocolo de pruebas y validación de reguladores de velocidad - Aplicación práctica en la central hidroeléctrica Delsitanisagua

Resumen: La regulación de frecuencia, a través de mecanismos de control y reservas de generación disponible, busca responder en forma adecuada a las exigencias del sistema eléctrico y corregir así, las variaciones de frecuencias que surgen como producto del desbalance generación y carga. Por lo tanto, la capacidad de regular la frecuencia y mantenerla dentro de ciertos límites otorga mayor seguridad y control sobre la operación del sistema. Bajo este contexto, es necesario el desarrollo de metodologías que permitan la respuesta rápida y precisa de los equipos de control potencia - frecuencia; concretamente de los reguladores de velocidad, también conocidos como gobernadores, que son indispensables en la Regulación Primaria de Frecuencia (RPF). Dentro de este campo, la Subgerencia Nacional de Investigación y Desarrollo (SID) de CENACE propone un protocolo de pruebas y una metodología de sintonización de reguladores de velocidad, mismos que fueron aplicados con gran éxito en la central hidroeléctrica Delsitanisagua. En este artículo se presentan los principales resultados alcanzados, conclusiones y recomendaciones.

Abstract: Through control systems and spinning reserve, frequency regulation wants to respond adequately against the instantaneous generation-load imbalances, so that the arisen frequency variations would be properly corrected. Therefore, the capability to regulate the frequency and maintain it within certain limits provides greater security and control over the system operation. Under this context, the development of methodologies that allow a fast and accurate response from the power-frequency control equipment are necessaries. Specifically, from speed governing systems, also known as governors, and which are key players during the Primary Frequency Regulation (RPF). In this field, the "Subgerencia Nacional de Desarrollo" (SID) of the Ecuadorian system operator (CENACE) is proposing a comprehensive testing framework and tuning methodology for speed governing systems, which were applied with great success at Delsitanisagua hydropower plant. The main achieved results, conclusions, and recommendations are presented in this article.

Determinación de los parámetros de un sistema de puesta a tierra y apantallamiento eléctrico planteando un caso de expansión en una central de generación distribuida

Resumen: La presente investigación trata la simulación de los sistemas de apantallamiento y puesta a tierra en una central de generación distribuida, debido a que en la misma se han suscitado fallas ocasionando daños en los equipos de protección, a su vez se ha considerado una futura expansión. Para lo cual se realizó mediciones de resistividad del suelo y resistencia de puesta a tierra a través el Std. IEEE 81, obteniéndose valores de hasta 40,4 Ω-m y 986 Ω respectivamente a lo largo del terreno y en los puntos comunes de tierra. Posteriormente se modeló los sistemas en ETAP; en condiciones actuales con el valor de resistividad del suelo de 23,57 Ωm, determinándose una resistencia de 0,588 Ω, y un voltaje de toque de 854,4 V, el cual excede los valores tolerables de la normativa, así también acorde al modelamiento de las esferas rodantes para el sistema de apantallamiento actual conformado por un pararrayo tipo dipolo; se determinó que 3 de los generadores se encuentran fuera de la zona de protección y al efectuarse una expansión este conjunto de protecciones no prestarían las garantías necesarias para el buen funcionamiento de la central. Para lo cual se plantearon mejoras al sistema; las cuales se comprobaron por intermedio de simulaciones; obteniéndose valores de puesta a tierra de 0,414 Ω y voltaje de toque de 589 V los cuales están dentro de los límites permisibles, además de diseñarse la expansión.

Abstract: Current research deals with simulation of the shielding and grounding systems in a distributed power station, because of failures have occurred in it, causing damage to protection equipment, even, it has considered a future expansion. Therefore, soil resistivity and grounding resistance measurements were made using Std. IEEE 81, obtaining values up to 40.4 Ω-m and 986 Ω respectively along land and common ground points. Later, systems were modeled in ETAP; under current conditions ground resistivity value of 23.57 Ωm, determining a resistance of 0.588 Ω, and a touch voltage of 854.4 V, which exceeds tolerable values of regulations, as well as in accordance to modeling of rolling spheres for current shielding system made up of a dipole type lightning rod; It was determined that 3 generators are outside the protection zone and at doing expansion, this set of protections would not provide the necessary guarantees for proper functioning of plant. Improvements to the system were proposed; they were verified by simulation; obtaining grounding values of 0.414 Ω and touch voltage of 589 V which are within permissible limits, in addition to designing expansion.

Análisis del impacto de las energías renovables no convencionales en la planificación operativa de largo plazo del Sistema Nacional Interconectado utilizando la plataforma SimSEE

Resumen: El Operador Nacional de Electricidad CENACE realiza la optimización del despacho económico de mediano y largo plazo del Sistema Nacional Interconectado SNI utilizando el software SDDP (Stochastic Dual Dynamic Programming), el cual permite una programación estocástica de la operación de sistemas hidrotérmicos. Sin embargo, el SDDP es un software comercial cuyo licenciamiento es modular y representa una importante inversión. Adicionalmente, no brinda la posibilidad de implementar modelos de usuario, por lo que la versatilidad de modelación de nuevas fuentes de energía resulta limitada. En este sentido, el presente trabajo se fundamenta en una herramienta del tipo “open source”, denominada SimSEE (Simulador de Sistemas de Energía Eléctrica) para realizar el despacho hidrotérmico y estudiar el impacto de las centrales de energía renovable no convencional ERNC en el sistema eléctrico ecuatoriano. Para esto, se validan los resultados de despacho obtenidos con el programa SimSEE, comparándolos con la plataforma SDDP. Finalmente, se presenta un análisis estadístico de los resultados estocásticos, tomando en cuenta el ingreso de ERNC (eólico y solar) y su impacto en la operación del SNI.

Abstract: The National Electricity Operator CENACE performs the optimization of the medium and long-term economic dispatch of the National Interconnected System (SNI for its acronym in spanish) using the SDDP (Stochastic Dual Dynamic Programming) software, which allows a stochastic programming of the operation of hydrothermal systems. However, SDDP is a commercial software whose licensing is modular type, representing an important investment. In addition, it does not allow the implementation of user defined models, limiting the modeling of novel renewable energy technologies. In this sense, this work is based on an "open source" tool called SimSEE (Simulator of Electrical Energy Systems) to carry out the hydrothermal dispatch and the impact of non-conventional renewable energy NCRE plants on the electrical system is studied. Ecuadorian. To this aim, the dispatch results, obtained from the SimSEE platform, are properly validated, comparing them with those from the SDDP. Finally, a statistical analysis of the stochastic results is presented, taking into account the penetration of NCRE (wind and solar) and its impact on the SNI operation.

Evaluación del efecto de las Variables Meteorológicas en el desempeño Térmico de una Edificación residencial a Partir de Datos Monitoreados

Resumen: Las estrategias para promover el uso eficiente de energía y el confort térmico han sido acciones aplicadas mundialmente. Siendo la variación de temperatura un factor preocupante para los gobiernos debido a la influencia por alcanzar las metas energéticas propuestas por los ODS. En este sentido, el comportamiento térmico al interior de una edificación podría estar relacionado a las condiciones externas y se pueden estimar a través de herramientas de simulación energética. Sin embargo, los resultados presentan diferentes niveles de incertidumbre debido a la calidad de datos meteorológicos, las propiedades de los materiales, los patrones de ocupación, así como la complejidad de generar procesos de evaluación térmica. Frente a esto, mediciones experimentales para evaluar el estado real de una edificación y así predecir su comportamiento respecto a la meteorología pueden tener un gran aporte. En este contexto, este estudio desarrolla una metodología para evaluar la incidencia del clima en el comportamiento térmico de una edificación. La evaluación se realiza en una vivienda prototipo experimental localizada en una región ecuatorial monitoreada por aproximadamente un año. Con los datos disponibles, se desarrollaron modelos de regresión lineal validados para estimar el comportamiento de la temperatura interior en función de una o varias variables ambientales. Los resultados del modelo de predicción de la temperatura interna del aire presenta un R2 de 0.41, en el peor de los casos cuando se disponga solo de la temperatura ambiente para la predicción, y un error experimental del 10%. Por lo tanto, esta metodología puede ser replicada en edificaciones de diferentes usos, clima y ajustada a la disponibilidad de datos.

Abstract: Strategies to promote the efficient use of energy and thermal comfort have been actions applied worldwide. Being the variation of temperature a worrying factor for governments due to the influence to achieve the energy goals proposed by the SDGs. In this sense, the thermal behavior inside a building could relate to external conditions and could estimate through energy simulation tools. However, the results present different levels of uncertainty due to the quality of the meteorological data, the properties of materials, the occupation patterns, as well as the complexity of generating thermal evaluation processes. Against this, experimental measurements to evaluate the real state of a building and thus predict its behavior with respect to the meteorology can have a great contribution. In this context, this study develops a methodology to evaluate the incidence of climate in the thermal behavior of a building. The evaluation is carry out in an experimental prototype house located in an equatorial region monitored for approximately one year. With the available data, validated linear regression models have developed to estimate the behavior of the interior temperature as a function of one or more environmental variables. The internal air temperature prediction model shows an R2 of 0.41, in the worst case when only ambient temperature is available for the prediction, and an experimental error of 10%. Therefore, the methodology can be replicated in buildings of different uses, climate and adjusted to the availability of data.

Control orientado de voltaje del sistema de generación de energía eólica conectado a la red

Resumen: En este trabajo se analiza el comportamiento de las perturbaciones de energía primaria del viento en los sistemas de generación eólica conectados a la red, mediante la simulación del control orientado de voltaje (COV) de un aerogenerador tipo 4 de 2 MW utilizando Matlab/Simulink. En el COV las corrientes y voltajes son controladas transformando los ejes estacionarios abc de la red, en un cuadro síncrono giratorio de ejes dq0 utilizando la transformada de Park, de esta manera se utiliza un control de lazo bloqueado de fase (PLL) para la sincronización de fases de la red con el convertidor de fuente de voltaje (VSC) ajustando el índice de modulación y el ángulo de fase, un control de voltaje (lazo externo) donde se toman las señales de voltaje de la barra de corriente directa Vcd que sirve de referencia a las señales de salida de corriente en el eje d y una sintonización de 0 en el eje q para la limitación de entrega de potencia reactiva a la red, un control de corriente (lazo interno) que toma las señales de referencia Idq y juntamente con las señales de corriente de la salida del inversor, se realiza el control de potencias activa y reactiva mediante una retroalimentación desacoplada. Como resultado se obtienen las señales Vdq de referencia para la conmutación de los IGBT´s por medio de la modulación por ancho de pulso de espacio vectorial (SVPWM) entregando a la salida del inversor la máxima cantidad de potencia activa entregado por el aerogenerador, manteniendo las variables de estado como voltaje y frecuencia para la conexión a la red, mediante un control orientado de voltaje estable a fluctuaciones de entradas del viento.

Abstract: In this work, the behavior of primary wind power disturbances in grid-connected wind power generation systems is analyzed by simulating the voltage oriented control (VOC) of a 2 MW type 4 wind turbine using Matlab/Simulink. In the VOC the currents and voltages are controlled by transforming the stationary abc axes of the grid, in a rotating synchronous frame of dq0 axes using Park's transform, in this way a phase locked loop (PLL) control is used for phase synchronization of the grid with the voltage source converter (VSC) by adjusting the modulation index and phase angle, a voltage control (external loop) where the voltage signals are taken from the direct current bus Vcd that serves as reference to the current output signals on the d-axis and a tuning of 0 on the q-axis for the limitation of reactive power delivery to the grid, a current control (internal loop) that takes the reference signals Idq and together with the current signals from the inverter output, the active and reactive power control is performed by means of a decoupled feedback. As a result, the reference Vdq signals are obtained for the switching of the IGBT's by means of vector space pulse width modulation (SVPWM) delivering at the inverter output the maximum amount of active power delivered by the wind turbine, maintaining the state variables such as voltage and frequency for the grid connection, by means of a stable voltage oriented control to wind input fluctuations.

Gestión Óptima de la Energía En Un Proceso Paulatino y Controlado para Contribuir a la Descarbonización del Sector Eléctrico

Resumen: El sector energético es uno de los principales actores en la producción de gases de efecto invernadero, lo que lo convierte en el principal sector a ser intervenido de manera no sólo ambiental sino también técnica, un proceso de descarbonización del segmento productor de energía contempla la desconexión de sistemas de generación convencional y que hace uso de combustibles fósiles; a cambio de introducir sistemas de generación renovables capaces de cubrir la demanda que antes era suplida por las fuentes convencionales. Esta investigación brinda una perspectiva para encontrar alternativas de descarbonización buscando determinar un proceso adecuado para introducir sistemas de generación renovable, considerando factores económicos de gasto en combustible y el costo de implementación del sistema fotovoltaico. Para ello se realizan simulaciones del sistema de potencia para determinar el despacho de potencia óptimo, además de un modelo lineal de optimización para minimizar los costos mediante la selección óptima de la potencia del sistema de generación renovable. Las simulaciones se realizan por medio de Matlab y PowerFactory con un sistema IEEE de 13 barras.

Abstract: The energy sector is one of the main sources of greenhouse gases and pollution. It also becomes the main sector to be intervened not only environmentally but also technically. The decarbonization process of the energy-producing segment contemplates the disconnection of conventional generation systems that use fossil fuels. The process consists of the exchange of renewable generation systems capable of meeting the demand that was previously supplied by conventional sources. This research provides a perspective to find decarbonization alternatives seeking to determine an adequate process to introduce renewable generation systems. The process considers economic factors of fuel spending and the cost of implementing the photovoltaic system. This coal is achieved using simulations of the power system are to determine the optimal power dispatch. It is also employed a linear optimization model to minimize the costs on an annual basis through the optimal selection of the installed power of the renewable generation system. The simulations are performed using Matlab and PowerFactory with an IEEE 13-bar system as the test system.

Inversor D-STATCOM multinivel aplicado para la reducción de la distorsión armónica total en un sistema de distribución eléctrica con cargas no lineales

Resumen: El paper presenta el análisis de rendimiento de un Inversor Multinivel en Cascada D-STATCOM para reducir la distorsión armónica total, que basa su control en la estrategia del marco de referencia síncrono. La distorsión armónica es recurrente en las redes de distribución eléctrica actuales debido a la presencia de cargas no lineal, como electrodomésticos u otros dispositivos que tengan en sus componentes electrónica de potencia. El funcionamiento del sistema es evaluado antes y después de implementar la compensación. La simulación y análisis de los resultados de esta investigación está validado en el sistema de distribución de pruebas de la IEEE de 13 barras, en MATLAB y Simulink, alcanzando excelentes resultados en reducción del contenido armónico del sistema. Como resultados se obtiene que los armónicos de tercer orden que es el más alto con 32.36% se ve reducido a un 0.67% en una frecuencia fundamental de 60Hz.

Abstract: The paper presents a D-STATCOM Multilevel Cascade Inverter model, which bases on synchronous reference frame control strategy to reduce the current total harmonic distortion. The non-linear loads produce this current harmonic distortion when this load is connected to the analysis bus. The harmonic content of the network is evaluated before and after the strategy compensation. There are different connection and disconnection times of the compensator, to differentiate between distorted waveforms and perfect sine waves. As a result, it is established the strategy performance. The system implementation was carried in MATLAB and Simulink platform, to do the simulation and analysis of the research result. The THD reduction underline the reliability of the proposed strategy.

Reducción de la Distorsión Armónica Total a través de Generación Fotovoltaica y el Filtro Activo Unificado (UAPF)

Resumen: En este trabajo se propone un filtro unificado de potencia activa (UAPF) para el control de la distorsión armónica total (THD) de corriente en redes de distribución de baja tensión. La UAPF implementa la generación fotovoltaica (PV) como su fuente junto con un convertidor elevador. El sistema de 13 barras IEEE es el banco de pruebas y una carga no lineal está en la séptima barra del sistema. Así, los resultados son avalados con la tensión, corriente y THD obtenidos del sistema. Los resultados fueron armónicos decrecientes de corriente (THDi) y tensión (THDv), donde el THDi de barra 7 inicialmente tiene un 13.5 por ciento y luego de la implementación pasó a 6 por ciento, mientras que el THDv pasó de 14 a 3 por ciento, esos valores están dentro de lo permitido. límites en normas IEEE 1159 y resolución N° ARCERNNR -017/2020.

Abstract: This paper proposes a unified active power filter (UAPF), which control the current Total Harmonic Distortion (THD) in low voltage distribution networks. The UAPF strategy implements photovoltaic (PV) generation as its source and uses a boost power converter. The IEEE 13-bar system is the test-bench, and a non-linear load is in the 7th busbar. Thus, the results are based on the voltage, current and THD behavior in the system. The current (THDi) and voltage (THDv) harmonics reduces significatively. Where the 7th busbar THDi initially has a 13.5 percent, and after the implementation it went 6 percent, while the THDv started from 14 to 3 percent. Those resulted values are within the allowed limits in IEEE 1159 standards and resolution No. ARCERNNR -017/2020.

Filtro Activo de Potencia (APF) Híbrido con integración de Generación Fotovoltaica para la Mejora del Perfil de Tensión

Resumen: El presente paper presenta el diseño y la implementación de un filtro activo de potencia (APF) híbrido, que tiene como objetivo lograr la corrección de los niveles de voltaje cuando estos son afectados por la integración de generación fotovoltaica dentro de la red de distribución eléctrica. Para alcanzar el objetivo propuesto, se hace uso de la técnica de control de modulación por vector espacial, resultando en la reducción de armónicos de corriente y voltaje. El diseño propuesto se lo prueba en el sistema de prueba de la IEEE de 13 barras, implementado en MATLAB/Simulink. La estrategia propuesta tiene excelentes resultados, y permite la inserción de sistemas energéticos fotovoltaicos en la etapa de distribución. Dependiendo la selección del APF de alto potencial se podrá determinar cuan significativa es la corrección sobre el perfil de voltaje, también se reflejará una reducción en las perturbaciones de carga y la compensación de los armónicos se verá mejorada.

Abstract: The paper presents the design and implementation of a hybrid active power filter (APF), which aims to achieve the voltage levels correction, when they are affected by the photovoltaic generation integration within the electrical distribution network. To achieve the proposed objective, the spatial vector modulation control technique is implemented, resulting in the reduction of current and voltage harmonics. The proposed design is tested on the IEEE 13-bus test system, in MATLAB/Simulink. The proposed strategy has excellent results and allows the photovoltaic energy systems integration in distribution stage. Depending on the selection of the high-potential APF, it will determine how significant the correction is on the voltage profile. Finally, the system has load disturbances and harmonics distortion reduction.

Evaluación del rendimiento de una bomba de calor de expansión directa asistida por energía solar mediante simulación numérica del proceso de estrangulamiento en el dispositivo de expansión

Resumen: La evaluación del rendimiento de una bomba de calor de expansión directa asistida por energía solar (DX-SAHP, por sus siglas en inglés) fue analizada mediante simulación numérica del proceso de estrangulamiento en el dispositivo de expansión. Los valores experimentales de operación del sistema fueron validados mediante prueba de normalidad con 95 % de confianza. Una válvula de expansión E2V09SSF fue modelada para el análisis numérico en el módulo Fluent del software ANSYS. El mejor mallado de la válvula generó 263 524 elementos y 50 449 nodos con una métrica excelente, de 0.2334 de skewness. Las condiciones de contorno definidas fueron la temperatura, presión y velocidad del refrigerante. Se utilizaron las ecuaciones de continuidad, momento y energía, considerando un modelo k-epsilon RNG. La presión del refrigerante al salir del dispositivo de expansión obtenidos mediante simulación se comparó con valores experimentales determinados en el prototipo de un sistema DX-SAHP. La presión del refrigerante obtenida mediante simulación para un tiempo de calentamiento de 0 a 40 minutos fue de 161.61, 186.50 y 238.33 kPa. El error absoluto entre la presión experimental y simulada fue de 4.07 kPa, mientras que el error relativo fue inferior a 2 %.

Abstract: The performance evaluation of a direct expansion solar-assisted heat pump (DX-SAHP) was analyzed using numerical simulation about the throttling process in the expansion device. The experimental system operation parameters were validated by normality test with 95 % confidence. An E2V09SSF expansion valve was modeled for numerical analysis in the ANSYS software Fluent module. The best meshing of the valve generated 263 524 elements and 50 449 nodes with an excellent skewness metric of 0.2334. Refrigerant temperature and pressure were defined as boundary conditions at valve inlet, besides its velocity. Continuity, momentum and energy equations were used, considering a k-epsilon RNG model. The pressure values of the refrigerant at the expansion device outlet, obtained by simulation, were compared to experimental values that were determined in the DX-SAHP prototype system. The refrigerant pressure, obtained by simulation for a heating time of 0 to 40 minutes, was 161.61, 186.50 and 238.33 kPa. The absolute error between the experimental and simulated pressure was 4.07 kPa, while the relative error was less than 2 %.

Evaluación de Eficiencia Energética del Sistema Eléctrico para Mejorar los Indicadores de Desempeño IDEn en la Finca “La Cordillera” Perteneciente al Cantón Mejía, Provincia de Pichincha

Resumen: La finca “La Cordillera” presentó instalaciones eléctricas con caídas de voltaje, bajo factor de potencia, ausencia de estudios lumínicos e inexistencia del diagrama unifilar. La investigación buscó evaluar la eficiencia de la industria ganadera para mejorar los indicadores de desempeño energético. Primero se identificó el portador más representativo entre la electricidad, GLP o gasolina a través del diagrama de Pareto, seguido del comportamiento del consumo eléctrico durante el período 2018 - 2020, de igual forma la auditoría energética efectuada mediante el analizador de redes, pinza amperimétrica, luxómetro, resaltó el uso ineficiente de la energía eléctrica como lumínica. El sistema de iluminación LED a base de sensores de presencia empleó 15 lámparas, a fin de cumplir los criterios primordiales de la calidad lumínica, economizar anualmente 124,60 kW∙h, además de llegar a valores del VEEI de 1,04 W/(m2∙lx), igualmente; la compensación reactiva fija accionada por contactor permitió incrementar el FP de 0,76 a 0,976, a la vez, disminuyó la cargabilidad del transformador monofásico en 21,66%, así, los IDEn fueron mejorados al obtener resultados de 9.470 kW∙h/año, 0,0517 kW∙h/L, 1.815,435 kg CO2/año. El cambio de tarifa residencial a comercial sin demanda alcanzó el ahorro monetario anual de 220,44 USD. Finalmente, el análisis económico reflejó la rentabilidad del proyecto pues el valor actual neto fue de 51,34 USD, la tasa interna de retorno de 8,38% mayor que el tipo de interés del 7,48% y relación beneficio/costo de 1,04.

Abstract: The “La Cordillera” farm had electrical installations with voltage drops, low power factor, lack of lighting studies and non-existence single-line diagram. The research sought to evaluate the efficiency of the livestock industry to improve energy performance indicators. First, the most representative carrier was identified between electricity, LPG or gasoline through the Pareto diagram, followed by the behavior of electricity consumption during the period 2018 - 2020, likewise the energy audit carried out through the network analyzer, amperimetric clamp, luxmeter, highlighted the inefficient use of electrical energy as lighting. The LED lighting system based on presence sensors used 15 lamps, in order to meet the primary criteria of light quality, save 124.60 kW∙h annually, in addition to reaching VEEI values of 1.04 W/(m2∙lx), likewise; the contactor-driven fixed reactive compensation allowed increasing the PF from 0.76 to 0.976, at the same time, it decreased the loadability of the single-phase transformer by 21.66%, thus, the IDEn were improved by obtaining results of 9,470 kW∙h/yr, 0.0517 kW∙h/L, 1,815.435 kg CO2/yr. The change from residential to non-demand commercial tariff achieved the annual monetary savings of 220.44 USD. Finally, the economic analysis reflected the profitability of the project as the net present value was 51.34 USD, internal rate return of 8.38% higher than the interest rate of 7.48% and benefit/cost ratio of 1.04.

La viabilidad del autoconsumo energético por medio de placas solares en los servicios del agua en España

Resumen: El consumo energético es uno de los principales componentes del gasto financiero en la provisión de los servicios del agua. Este deriva, en gran medida, del suministro tradicional a través de la compra de energía a las empresas suministradoras, lo que lleva asociada una determinada contaminación. Esto justifica una persecución constante del desarrollo de fuentes alternativas de energía con un menor impacto ambiental y, si es posible, con un menor coste financiero. Afortunadamente, en los últimos años se han dado constantes mejoras en la tecnología de las placas solares, por lo que su viabilidad ya no depende exclusivamente de sus beneficios ambientales o de subvenciones públicas, sino, que es una alternativa que puede ser viable económicamente en determinados casos. En concreto, en algunas regiones con una elevada escasez de recursos hídricos existe un importante desarrollo de las fuentes no convencionales, las cuales consumen una cantidad importante de energía, por lo que este trabajo estudia la posibilidad de sustituir parte de esa energía por autoconsumo a partir de placas solares fotovoltaicas. En términos generales, esta posibilidad se muestra viable desde el punto de vista financiero cuando el consumo energético es reducido, pues el ahorro que surge del autoconsumo año tras año permite compensar la importante inversión inicial que debe realizarse. No obstante, los menores precios unitarios cuando el consumo es elevado dificultan que las instalaciones de placas solares de elevado tamaño sean rentables en términos financieros.

Abstract: Energy consumption is one of the main components of the financial cost of water services. To a large extent, this comes from the traditional supply through the purchase of energy from private utilities, which is associated with a certain amount of pollution. This justifies a constant pursuit of the development of alternative energy sources with lower environmental impact and, if possible, lower financial cost. Fortunately, in recent years there have been constant improvements in the technology of solar panels, so that their viability no longer depends exclusively on their environmental benefits or public subsidies but is an alternative that can be financially viable in certain cases. Specifically, in some regions with a high shortage of water resources, there is an important development of non-conventional water sources that consume a significant amount of energy, so this work studies the possibility of substituting part of this energy by self-consumption from photovoltaic panels. In general terms, this possibility is viable from a financial point of view when consumption is low, as the yearly savings from self-consumption compensate for the initial investment. However, the low prices at high consumption levels make it difficult to build large solar panel installations financially profitable.

Co-simulación entre PowerFactory y Matlab/Simulink para la simulación de un enlace HVDC integrado al sistema de 39 barras

Resumen: El presente artículo se enfoca en el uso de la herramienta de co-simulación a través del Protocolo de comunicación OPC en su variante de data access (DA), para integrar los modelos de Matlab/Simulink y PowerFactory. De manera que en el entorno de Matlab se modela un enlace HVDC y en PowerFactory se dispone del modelo de 39 barras. Teniendo operativo este entorno de co-simulación se procede a realizar pruebas dinámicas de funcionamiento del enlace, consecuentemente se puede determinar el rendimiento de los controladores sobre cada una de las estaciones del enlace.

Abstract: This paper focuses on the use of the co-simulation tool through the OPC Communication Protocol in its data acquisition (DA) variant, to integrate the Matlab/Simulink and PowerFactory models. Thus, a HVDC link is modeled in the Matlab environment and the 39-bus model is available in PowerFactory. Having this co-simulation environment operational, dynamic tests of the link operation can be performed, and consequently the performance of the controllers on each of the stations of the link can be determined.

Methodology of association of cadastral and electrical information using GIS and SQL tools: Case study in Quito Ecuador

Resumen: En el presente estudio se desarrolla una metodología para la unificación de datos eléctricos y catastrales mediante la aplicación combinada de herramientas SIG y SQL. Las principales técnicas de unión espacial utilizadas son: intersección espacial, unión de entidades por atributos y análisis de proximidad. Además, fueron aplicados principalmente algoritmos SQL de comparación y selección de datos. Como caso de estudio se utilizó información catastral y eléctrica de los clientes regulados por la Empresa Eléctrica Quito (EEQ) dentro del casco urbano de Quito. Se logró unificar el 25 % del total de registros. Además, se encontró que la distribución espacial de los datos unificados es homogénea dentro del área de estudio, y es cuantitativamente representativo en la mayor parte de parroquias. Finalmente se comprobaron los resultados mediante una validación en sitio, con lo que se verificó la validez de la metodología planteada. En base a los resultados obtenidos, el procedimiento de unificación expuesto en este estudio, puede ser replicado en otras zonas cuya información presente características similares a los datos manejados y así obtener un insumo importante para la definición de indicadores energéticos para calificación energética, comparativa o categorización de edificaciones.

Abstract: This study develops a methodology for the unification of electricity and cadastral data through the combined application of GIS and SQL tools. The main spatial joining techniques used are: spatial intersection, entity joining by attributes, and proximity analysis. In addition, mainly SQL algorithms for data comparison and selection were applied. As a case study, we used cadastral and electricity information of the customers regulated by Empresa Eléctrica Quito (EEQ) within the urban area of Quito. It was possible to join 25% of the total data. Furthermore, it was found that the spatial distribution of the unified data is homogeneous within the study area, and is quantitatively representative in most of the areas. Finally, the results were checked by means of an on-site validation, thus verifying the validity of the proposed methodology. According to the results obtained, the joining methodology presented in this study can be replicated in other areas with similar characteristics to the data used, thus obtaining an important input for the definition of energy indicators for energy qualification, comparison, or categorization of buildings.