DSpace Comunidad: Tesis de la Maestría en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/8046
Tesis de la Maestría en Ciencias de la Ingeniería Eléctrica2023-12-30T02:07:27ZDetección de pérdidas no técnicas en clientes especiales con telemedición, basada en inteligencia artificial con aplicación en la empresa eléctrica Ambato.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25258
Título: Detección de pérdidas no técnicas en clientes especiales con telemedición, basada en inteligencia artificial con aplicación en la empresa eléctrica Ambato.
Autor: Llagua Arévalo, José Luis
Director: Pesántez Sarmiento, Patricio Antonio.
Resumen: The EEASA, as a distribution company, stores a large amount of data generated by smart meters placed in special customers; This historical information is analyzed to detect anomalous consumption that is not easily recognized and is a significant part of the non-technical energy losses in the accounting. The execution of adequate clustering techniques with their Machine Learning validation indices and the use of Deep Learning Neural Networks, work hand in hand with the objective of detecting misleading curves that register less than real energy consumption.
Given this context, a methodology is developed that consists of classifying energy consumption based on weekdays, weekends and holidays, which present similar behaviors in energy consumption, to then be grouped and finally taken as data sets to the learning, testing and validation of a classifying neural network that is densely connected and being able to identify the daily curves described by these clients; obtaining as a result, the detection of abnormal patterns of energy consumption.
Descripción: La EEASA como empresa distribuidora, almacena una gran cantidad de datos generados por los medidores inteligentes colocados en los clientes especiales; esta información histórica es analizada para detectar consumos anómalos que no son reconocidos fácilmente y son una parte significativa dentro de las pérdidas no técnicas de energía en la rendición de cuentas. La ejecución de técnicas adecuadas de clusterización con sus índices de validación del Machine Learning y el uso de Redes Neuronales del Deep Learning, trabajan a la par con el objetivo de detectar curvas engañosas que registran consumos de energía menores a los reales. Dado ese contexto, se desarrolla una metodología que consiste en clasificar los consumos de energía en base a los días de la semana y feriados, que presentan comportamientos similares en los consumos de energía, para luego ser agrupados y finalmente ser llevados como conjuntos de datos para el aprendizaje, prueba y validación de una red neuronal clasificadora que está densamente conectada y poder identificar las curvas diarias descritas por estos clientes; obteniendo como resultado, la detección de patrones anómalos de consumo de energía.2023-09-01T00:00:00ZDiseño de la arquitectura de red de datos jerarquizada basada en tecnología MPLS-TP para la Empresa Eléctrica Riobamba S.A.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25054
Título: Diseño de la arquitectura de red de datos jerarquizada basada en tecnología MPLS-TP para la Empresa Eléctrica Riobamba S.A.
Autor: Martínez Altamirano, Fernando Javier
Director: Otero Valladares, Patricia Elizabeth
Resumen: The objective of the master final project was designing a data network architecture based on MPLS-TP technology for the EERSA, for the supervision and control of information data to be transmitted through the company´s communications networks through a network topology based on in a hierarchical architecture of three layers: access, distribution, and core.
The access layer that is responsible for providing entrance to the network of terminal equipment (RTUs, IEDs, among others). The distribution layer that is responsible for providing connectivity based in policy, routing functionality, and control of limit between the access and core layers. And the core layer is responsible for aggregating traffic from distribution layer devices and managing high- speed transport of enormous amount of data between equipment´s in different regions of the network and outside of it.
Once the architecture was proposed, the analysis of technical characteristics that must be met by the equipment that makes up the network was conducted in accordance with the infrastructure installed in EERSA, such as a Fiber Optic network. The Implementation of the MPLS-TP data network is recommender, and thus migrate existing networks with SDH technology, taking into consideration the current infrastructure.
Descripción: El objetivo del trabajo presentado fue realizar el dinero de una arquitectura de red de datos basada en tecnología MPLS-TP para la EERSA, para supervisión y control de datos de información a transmitir por las redes de comunicaciones de la empresa mediante una topología de red basada en una arquitectura jerarquizada de tres capas: acceso distribución y núcleo.
La capa de acceso se encarga de proporcionar el ingreso a la red de los quipos terminales (RTUs, IEDs, etc.). La capa de distribución que es la encargada de proporcionar la conectividad basad en políticas, funcionalidades de ruteo y control del límite entre las capas de acceso y núcleo. Y la capa núcleo s encarga de agregar el tráfico de los dispositivos de la capa de distribución y gestiona el transporte de grandes cantidades de datos a alta velocidad entre los equipos en diferentes regiones de la red y fuera de ella.
Una vez planteada la arquitectura se realizó el análisis de características técnicas que deben cumplir los equipos que conforman la red de acuerdo con la infraestructura instalada en la EERSA como es una res de FO. Se recomienda la implementación de red de datos MPLS-TP, y de esa forma migrar las redes con tecnología SDH existentes, tomando en consideración infraestructura actual.2023-11-10T00:00:00ZImplementación de una herramienta para la evaluación de la seguridad dinámica en línea del Sistema Nacional Interconectado usando simulación digital en tiempo real.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24523
Título: Implementación de una herramienta para la evaluación de la seguridad dinámica en línea del Sistema Nacional Interconectado usando simulación digital en tiempo real.
Autor: Panchi Vergara, David Mauricio
Resumen: Today's power system operating environment is becoming more complex. The introduction of new technologies and the high penetration of non-conventional renewable energies make the analysis of the dynamic security of the system more important. On-line dynamic security assessment (DSA) consists of assessing the ability of the power system to support a set of defined contingencies and reach a new acceptable steady state. This computational analysis is performed in quasi-real time considering voltage stability (VSA) and transient stability (TSA) aspects for the current operating point of the system. The present work focuses on implementing an on-line DSA analysis tool applied to the National Interconnected System of Ecuador (S.N.I) using a real-time digital simulator as a high-performance computational tool. To achieve this objective, a methodology has been implemented to acquire data in quasi-real time from CENACE's SCADA/EMS and integrate it with computational tools. With the simulation results, performance indicators have been developed to evaluate the voltage and transient stability, allowing to determine the dynamic security level of the S.N.I for the current operating condition.
Descripción: El entorno operativo del sistema de energía actualmente se vuelve cada vez más complejo. La introducción de nuevas tecnologías y la alta penetración de energías renovables no convencionales hace que el análisis de la seguridad dinámica del sistema sea más importante. La evaluación de la seguridad dinámica (DSA) en línea consiste en evaluar la capacidad del sistema eléctrico para soportar un conjunto de contingencias definidas y llegar a un nuevo estado estacionario aceptable. Este análisis computacional se realiza en tiempo cuasi-real considerando aspectos de estabilidad de voltaje (VSA) y estabilidad transitoria (TSA) para el punto de operación actual del sistema. El presente trabajo se enfoca en implementar una herramienta de análisis DSA en línea aplicado al Sistema Nacional Interconectado del Ecuador (S.N.I) utilizando un simulador digital en tiempo real como herramienta computacional de alto rendimiento. Para lograr este objetivo, se ha implementado una metodología para adquirir los datos en tiempo cuasi-real desde el SCADA/EMS de CENACE e integrarlo con herramientas de cálculo. Con los resultados de la simulación se han desarrollado indicadores de desempeño que permiten evaluar la estabilidad de voltaje y transitoria, permitiendo así determinar el nivel de seguridad dinámica del S.N.I. para la condición operativa actual.2023-06-01T00:00:00ZAnálisis técnico económico para la implementación de un sistema de medición inteligente en las empresas eléctricas de distribución del Ecuador.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24437
Título: Análisis técnico económico para la implementación de un sistema de medición inteligente en las empresas eléctricas de distribución del Ecuador.
Autor: Vargas Guevara, Calos Luis
Resumen: The incessant technological growth together with the evolution in electrical and communication systems have consolidated the backbone of the research that supports the concept of smart electrical networks. In this way, an intelligent electrical network requires the bidirectional exchange of energy and information where the distribution companies of the electrical service and its different users interact directly. In this sense, it is important to propose Smart Metering systems that use a communications architecture that promotes the implementation of Smart Electrical Grids. In the present investigation, a technical and economic feasibility analysis is described for the development of an intelligent metering system in the electric distribution companies of Ecuador. In this way, an integral solution is proposed that will allow remote actions such as automatic reading of meters, connections and reconnections, thus minimizing non-technical electrical losses.
Descripción: El incesante crecimiento tecnológico junto a la evolución en sistemas eléctricos y de comunicaciones han consolidado la columna vertebral de las investigaciones que sustentan el concepto de redes eléctricas inteligentes. De esta manera, una red eléctrica inteligente requiere el intercambio de energía y de información bidireccional donde interactúan las empresas distribuidoras del servicio eléctrico y sus diferentes usuarios en forma directa. En este sentido, es importante proponer sistemas de Medición Inteligente que empleen una arquitectura de comunicaciones que promueva la implementación de Redes Eléctricas Inteligentes. En la presente investigación se describe un análisis de factibilidad técnico y económico para el desarrollo de un sistema de medición inteligente en las empresas eléctricas de distribución del Ecuador. De esta manera, se plantea una solución integral que permitirá realizar acciones remotamente como lectura automática de medidores, conexiones y reconexiones minimizando así las pérdidas eléctricas no técnicas.2023-04-01T00:00:00ZDesarrollo de un modelo matemático para análisis de flujos de carga en redes eléctricas de distribución desequilibradas de bajo voltaje, aplicando la metodología “forward and backward”.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23693
Título: Desarrollo de un modelo matemático para análisis de flujos de carga en redes eléctricas de distribución desequilibradas de bajo voltaje, aplicando la metodología “forward and backward”.
Autor: Guano Sinchiguano, Xavier Armando
Resumen: This paper presents the development of a robust and efficient mathematical model to calculate power flows in electric distribution systems (EDS) with unbalanced or balanced radial configuration, and can also be applied in medium and/or low voltage networks of the EDS. Initially, the performance of the different existing methodologies is evaluated, considering calculation times, iterations required by each method, mathematical complexity, among other relevant aspects; with this analysis, the most robust methodology to solve power flows in radial type distribution power systems for medium and/or low voltage, the so-called backward/forward sweep by sum of currents, is determined; consequently, the extended mathematical model for this methodology is formulated. This developed methodology has been applied for four test networks, two IEEE networks (13 nodes with voltages of 4.16 and 0.48 kV and the network of 33 nodes of 13.2 kV); and two ELEPCOSA networks in low voltage combined between single-phase (127 V), two-phase (220 V) and three-phase (220 V). The results were compared with those calculated by modeling in the commercial programs CYMDIST and DIgSILENT's PowerFactory, obtaining a minimum mathematical correlation of 99.72%, thus concluding that the mathematical model developed is adequate for medium and/or low voltage unbalanced radial SEDs. And finally, it is necessary to indicate that for all the calculated networks the power flow converged.
Descripción: El presente trabajo presenta el desarrollo de un modelo matemático robusto y eficiente para calcular flujos de potencia en sistemas eléctricos de distribución (SED) con configuración radial desequilibrada o equilibrada, así también puede ser aplicado en redes de medio y/o bajo voltaje de los SED. Inicialmente se evalúa el desempeño de las diversas metodologías existentes, considerando tiempos de cálculo, iteraciones requeridas por cada método, complejidad matemática, entre otros aspectos relevantes; con este análisis se determina la metodología más robusta para resolver flujos de potencia en sistemas eléctricos de distribución del tipo radial para medio y/o bajo voltaje, la denominada de barrido atrás/adelante por suma de corrientes; por consiguiente, se formula el modelo matemático extendido para esta metodología. Esta metodología desarrollada es aplicada para cuatro redes de prueba, dos de la IEEE (13 nodos con voltajes de 4,16 y 0,48 kV y la red de 33 nodos de 13.2 kV); y dos redes de ELEPCOSA en bajo voltaje combinadas entre monofásicas (127 V), bifásicas (220 V) y trifásicas (220 V). Los resultados encontrados se comparan con los calculados al modelar en los programas comerciales CYMDIST y PowerFactory de DIgSILENT; obteniendo una correlación matemática mínima del 99,72%, de este modo se concluyó que el modelo matemático desarrollado es el adecuado para los SED radiales de medio y/o bajo voltaje desequilibrados. Y finalmente es preciso indicar que para todas las redes calculadas el flujo de potencia convergió.2023-02-01T00:00:00ZEvaluación de la seguridad dinámica en línea en base a una interfaz de protocolo de comunicación OPC de arquitectura unificada.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23682
Título: Evaluación de la seguridad dinámica en línea en base a una interfaz de protocolo de comunicación OPC de arquitectura unificada.
Autor: Chiza Segovia, Luis Laurentino
Resumen: This report proposes the development of an interface based on the Unified Architecture (UA) OPC communication protocol for the communication of a SCADA system emulated in the Python open source programming environment with its Pypower module, for the Dynamic Security Assessment (DSA) which is carried out in PowerFactory, together with Python.
The generation of the different operating scenarios is based on the use of an hourly demand curve, in addition to the use of Monte Carlo simulations on a continuous basis.
In this sense, considering the measurements acquired from the SCADA emulator, meters are created in the PowerFactory environment for the acquisition of these data, using the State Estimation tool, the measurements are revised and validated, so that these values will be used to update the variables of the network elements. In this way, the most probable operational state of the system is determined, which is then used to perform DSA.
Finally, based on the operating case already defined, multiple critical contingencies are evaluated dynamically in order to proceed to the calculation of the stability indexes: voltage (VDI), frequency (FDI) and transient (TSI). From the values of these indexes, the causes of insecurity of the network can be defined, considering the voltage, frequency and transient stability events that can be generated, according to the operating characteristics of the system and the phenomena related to the defined stability criteria.
Descripción: En el presente trabajo de titulación se propone el desarrollo de una interfaz basada en el protocolo de comunicación OPC de arquitectura unificada (UA) para la comunicación de un sistema SCADA emulado en el entorno de programación de software libre de Python con su módulo Pypower, para la Evaluación de la Seguridad Dinámica (DSA, por sus siglas en inglés) la cual se lleva a cabo en PowerFactory, junto con Python.
La generación de los diferentes escenarios de operación se basa en el uso de una curva de demanda horaria, y en complemento del uso de simulaciones de Montecarlo de manera continua.
En este sentido, considerando las medidas adquiridas del emulador SCADA, en el entorno de PowerFactory se crean medidores para adquisición de estos datos, mediante el uso de la herramienta del Estimador de Estados se corrigen y validan las mediciones, de manera que estos valores servirán para actualizar las variables de los elementos de la red. De esta forma, se determina el estado operativo más probable del sistema, el cual se emplea posteriormente para realizar DSA.
Finalmente, a partir del caso operativo ya definido se evalúan múltiples contingencias críticas de forma dinámica para luego proceder al cálculo de los índices de estabilidad y seguridad: de voltaje (VDI), de frecuencia (FDI) y transitoria (TSI). A partir de los valores de estos índices se puede definir los causales de inseguridad que presenta la red, considerando los eventos de estabilidad de voltaje, de frecuencia y transitoria que se pueden generar, de acuerdo con las características de operación del sistema y los fenómenos vinculados con los criterios de estabilidad definidos.2023-03-01T00:00:00ZIdentificación de pérdidas no técnicas de energía eléctrica mediante la combinación de un clasificador de svm (support vector machine) y un estimador de estado.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23666
Título: Identificación de pérdidas no técnicas de energía eléctrica mediante la combinación de un clasificador de svm (support vector machine) y un estimador de estado.
Autor: Muyulema Masaquiza, Braulio David
Descripción: Las pérdidas de energía eléctrica corresponden a la diferencia entre lo que el sistema nacional entrega a los consumidores y lo que en realidad se paga por el consumo, y se compone de pérdidas técnicas (PT) y no técnicas (PNT). Las PT se producen por las propiedades físicas del sistema y las PNT corresponden al hurto de energía y la ineficiencia de los sistemas de control, medición, facturación y recaudación de las empresas eléctricas. Al cierre de 2021 en Ecuador las PT en porcentaje alcanzaron un 6,53 %, mientras que las PNT 6,53 % existiendo empresa con PNT que sobrepasan 12%. Este proyecto propone una metodología para la identificación (PNT) mediante la combinación de un clasificador de Máquina de Vector de Soporte (SVM) y un Estimador de Estado(EEDD),para activar el clasificador (SVM) se utiliza una base datos real donde se entrena y se prueba el clasificador luego se aplica a un alimentador real identificado centros de transformación con mayor sospecha de PNT al cual se le aplica el EEDD y prueba de error grueso, teniendo como resultado final una ligera mejora en el porcentaje de aciertos de usuarios identificados con fraude de energía o anomalías en su sistema de medición.2023-01-01T00:00:00ZEvaluación predictiva de estabilidad transitoria en tiempo real mediante aprendizaje automático y la identificación de patrones del máximo exponente de lyapunov.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23654
Título: Evaluación predictiva de estabilidad transitoria en tiempo real mediante aprendizaje automático y la identificación de patrones del máximo exponente de lyapunov.
Autor: Vaca Barragán, Esteban Sebastián
Resumen: During the current Smart Grids development stage, the interest in deploying methodologies to assess the real time Power System vulnerability has increased. Such methodologies should focus on evaluating the system condition against Transient Stability issues. The aim is indeed to define intelligent control and protection strategies for timely mitigation of disturbances. A methodology for real time Transient Stability Predictive Assessment of Electric Power Systems, applying novel computational tools, is developed. The application of Data Mining techniques is included for pattern recognition in the Largest Lyapunov Exponent (LLE). In addition, the use of Machine Learning algorithms for predictive assessment, based on the identified patterns, is proposed; and the determination of optimal models, adapted to particular systems, is deployed. The proposed methodology is validated on the IEEE 39-Bus System, where its applicability is demonstrated with speed, precision, and flexibility features. In this way, the proposed methodology constitutes an innovative contribution since entails improvements to recent research, solves limitations while guarantees better results, and also exhibits the potential to be applied in the Ecuadorian National Interconnected System for the execution of appropriate control and protection actions.
Descripción: Durante el desarrollo de las Redes Inteligentes (REI) ha crecido el interés por desplegar metodologías que permitan evaluar en tiempo real la vulnerabilidad del Sistema de Potencia (SEP) frente a problemas de Estabilidad Transitoria. Esto para definir estrategias para la mitigación oportuna de perturbaciones. Se propone una metodología para la Evaluación Predictiva de Estabilidad Transitoria de SEP en tiempo real; mediante el uso de herramientas computacionales novedosas. Se considera la aplicación de técnicas de Minería de Datos para la identificación de patrones del Máximo Exponente de Lyapunov (LLE). Además, se plantea el uso de algoritmos de Aprendizaje Automático para la evaluación predictiva basada en los patrones identificados y para la determinación de modelos óptimos adaptados a sistemas en particular. La metodología propuesta es validada en el sistema de prueba IEEE 39-Bus System, en donde se demuestra su aplicabilidad con prestaciones de rapidez, precisión y flexibilidad. De este modo, la metodología se muestra como una contribución innovadora que plantea mejoras a investigaciones recientes, solucionando limitantes, garantizando así mejores resultados, y también exhibe la potencialidad de ser aplicada en el Sistema Nacional Interconectado (SNI) ecuatoriano para la ejecución de acciones de control y protección apropiadas.2023-02-01T00:00:00ZControl inteligente de frecuencia en sistemas con baja inercia basados en sistemas de almacenamiento de energía con superconductores magnéticos.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23553
Título: Control inteligente de frecuencia en sistemas con baja inercia basados en sistemas de almacenamiento de energía con superconductores magnéticos.
Autor: Pérez Naranjo, Julio César
Resumen: This job presents a methodology for frequency regulation in electrical power systems through a coordinated intelligent control of superconducting magnetic energy storage systems (SMES). For this, a phasor model of an SMES system and a control with fuzzy logic are proposed. Through virtual PMUs, the frequency measurements are obtained which are used to calculate the average RoCoF and later, this value enters to the fuzzy control to establish the coordination of the SMES systems. To evaluate the performance of the SMES system model and the proposed coordinated control, the SMES systems are integrated into the IEEE New England 39-bus test network and a hybrid network of the same, which integrates wind and photovoltaic generation. The test network is subjected to power disturbances. The contribution SMES systems in inertial control, primary and secondary frequency control are analyzed. For this, frequency parameters such as nadir, zenith and RoCoF are verified. A contrast is made of the effect of reducing inertia in the network, and it is analyzed how SMES systems contribute to frequency regulation in this case.
Descripción: El trabajo presenta una metodología para la regulación de frecuencia en sistemas eléctricos de potencia mediante un control inteligente coordinado de sistemas de almacenamiento de energía magnética por superconducción (SMES). Para esto, se propone un modelo fasorial de un sistema SMES y un control con lógica fuzzy. Mediante PMU virtuales se obtiene las mediciones de frecuencia que son utilizadas para el cálculo del RoCoF promedio y posteriormente, este valor ingresa al control fuzzy para establecer la coordinación de los sistemas SMES. Para evaluar el desempeño del modelo del sistema SMES y el control coordinado propuesto, los sistemas SMES se integran a la red de prueba IEEE New England 39-bus y a una red híbrida de la misma, la cual integra generación eólica y fotovoltaica. La red de prueba es sometida a disturbios de potencia. Se realiza un análisis del aporte de los sistemas SMES en el control inercial, control primario y secundario de frecuencia. Para esto se verifica los parámetros de frecuencia como el nadir, zenith y RoCoF. Se realiza un contraste del efecto que tiene la reducción de la inercia en la red y se analiza cómo los sistemas SMES aportan a la regulación de frecuencia en este caso.2023-01-01T00:00:00ZModelo para la proyección de vehículos eléctricos particulares en el Ecuador y sus requerimientos de demanda, utilizando patrones de crecimiento logístico y simulación de Montecarlo.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23435
Título: Modelo para la proyección de vehículos eléctricos particulares en el Ecuador y sus requerimientos de demanda, utilizando patrones de crecimiento logístico y simulación de Montecarlo.
Autor: Sánchez Loor, Luis Iván
Resumen: The integration of electric vehicles (EVs) on a large scale constitutes a fundamental pillar for the energy transition towards cleaner and more sustainable transport systems, however, the impact that this integration would have on the electricity grids of energy distribution companies remains an unanswered question.
Hence, at present a model has not been identified that estimates the quantities of vehicles that could be incorporated into electrical systems, mainly due to the lack of methodologies that specify the adoption of the EV market, its technical specifications and characteristics of aggregate mobility patterns for electric charging.
To solve this situation, a comprehensive model was developed that incorporates on the one hand the development of a methodology based on sigmoidal logistic growth models considering data collected on historical EV sales for the quantitative forecast on the adoption of a new technology, and complementarily the development of an algorithm implemented in a Python environment that considers as input the quantities defined in the forecast and determines load profiles with A temporary resolution of 10 minutes.
In this way, the model was applied to Empresa Eléctrica Quito – E.E.Q considering its particular characteristics at the system level. As a result, differences were found in EV charging patterns on weekdays and weekends, due to the number of simulated vehicle units and the combined stochasticity of technical factors such as charge status, time and charging power.
In turn, when quantifying the impact of a controlled incorporation of fully electric residential light vehicles, it was identified that the maximum demand that the distribution system must meet with a horizon to 2032 would grow by 3.3% (38 MW), compared to the estimate of its base demand 1,165 MW.
Descripción: La integración de vehículos eléctricos (VE) a gran escala constituye un pilar fundamental para la transición energética hacia sistemas de transporte más limpios y sostenibles, sin embargo, sigue siendo una pregunta sin respuesta el impacto que esta integración representaría para las redes eléctricas de las empresas de distribución de energía.
De ahí que, en la actualidad no se ha identificado un modelo que estime las cantidades de vehículos que podrían incorporarse a los sistemas eléctricos, principalmente debido a la falta de metodologías que precisen sobre la adopción del mercado de VE, sus especificaciones técnicas y características de patrones agregados de movilidad para la carga eléctrica.
Para resolver esta situación, se elaboró un modelo integral que incorpora por una parte el desarrollo de una metodología basada en modelos de crecimiento logístico sigmoidal considerando datos recopilados sobre ventas históricas de VE para el pronóstico cuantitativo sobre la adopción de una nueva tecnología, y complementariamente el desarrollo de un algoritmo implementado en un entorno Python que considera como entrada las cantidades definidas en el pronóstico y determina perfiles de carga con una resolución temporal de 10 minutos.
De esta forma, se aplicó el modelo a la Empresa Eléctrica Quito – E.E.Q considerando sus características particulares a nivel de sistema. Como resultado se encontraron diferencias en los patrones de carga de VE en días laborables y fines de semana, debido al número de unidades vehiculares simuladas y la estocasticidad combinada de factores técnicos como el estado de carga, hora y potencia de carga.
A su vez, al cuantificar el impacto de una incorporación controlada de vehículos livianos residenciales totalmente eléctricos, se identificó que la demanda máxima que debe satisfacer el sistema de distribución con un horizonte al 2032 crecería en 3,3 % (38 MW), respecto de la estimación de su demanda base 1.165 MW.2022-06-01T00:00:00ZAnálisis de un esquema de regulación primaria de frecuencia en la microrred eléctrica de la isla san cristóbal aplicando un sistema de almacenamiento basado en baterías e inercia sintética.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23366
Título: Análisis de un esquema de regulación primaria de frecuencia en la microrred eléctrica de la isla san cristóbal aplicando un sistema de almacenamiento basado en baterías e inercia sintética.
Autor: Romero Bedón, Freddy Rodrigo
Resumen: The microgrid of San Cristóbal Island in Galapagos, which is located at a distance of around 1000 km
from continental Ecuador, presents a way of generating electricity to meet its demand based on thermal
generation, with the burning of fossil fuels. This produces a negative impact on the fragile and unique
ecosystem of the islands, which is why it seeks to displace this form of generation with non-conventional
renewable generation, and the one that is being implemented is wind and photovoltaic. When doing this,
the problem of the inertial response appears to regulate the frequency, after imbalances that occur
between generation and demand, due to failures that could happen in the system. This primary frequency
regulation is carried out, in conventional systems, by large synchronous generators, but when displacing
this generation, the need arises to implement alternative control strategies such as virtual or synthetic
inertia.
To produce synthetic inertia, one of the most feasible ways is through batteries or BESS (Battery Energy
Storage System). The present work proposes to implement this concept, introducing a BESS connected to
one of the bars to the microgrid system of San Cristóbal Island, with the purpose of producing synthetic
inertia when an imbalance between generation and demand occurs, by means of a primary frequency
regulation control. The implementation of the control based on synthetic inertia, as well as the respective
analysis, are carried out in the DIgSILENT PowerFactory software, where the microgrid and the
regulation scheme are modeled, and then simulations are carried out to establish how beneficial the
proposed scheme is.
Descripción: La microrred de la Isla San Cristóbal en Galápagos, que se encuentran a una distancia de 1000 km de
Ecuador continental, presenta una forma de generar electricidad para satisfacer su demanda basada en
generación térmica, con la quema de combustibles fósiles. Esto produce un impacto negativo al frágil y
único ecosistema de las islas, es por ello que se busca desplazar esta forma de generación con la
generación renovable no convencional, y la que se está implementando es la eólica y fotovoltaica. Al
realizar esto, aparece el problema de la respuesta inercial para regular la frecuencia, luego de que ocurran
desequilibrios entre la generación y la demanda, por fallos que pudiesen provocarse en el sistema. Esta
regulación de frecuencia primaria la realizan, en los sistemas convencionales, los generadores sincrónicos
de gran tamaño, pero al desplazar esta generación surge la necesidad de implementar estrategias
alternativas de control tales como la inercia virtual o sintética.
Para producir inercia sintética, una de las formas más factibles, es por medio de baterías o BESS (Batery
Energy Storage System). El presente trabajo propone implementar este concepto, introduciendo al sistema
de la microrred de la isla San Cristóbal un BESS conectado a una de las barras, con el propósito de
producir inercia sintética al momento de que se produzca un desequilibrio entre la generación y la
demanda, por medio de un control de regulación de frecuencia primaria. La implementación del control
basado en inercia sintética, así como el análisis respectivo, se llevan a cabo en el software DIgSILENT
PowerFactory, en donde se modela la microrred y el esquema de regulación, para después realizar
simulaciones que permitan establecer que tan beneficioso es el esquema propuesto2022-10-01T00:00:00ZDiseño de un sistema energético autosustentable moderno para hogares mediante el desarrollo de un sistema de gestión de energía (HEMS) y la aplicación de un algoritmo de optimización estocástico.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22916
Título: Diseño de un sistema energético autosustentable moderno para hogares mediante el desarrollo de un sistema de gestión de energía (HEMS) y la aplicación de un algoritmo de optimización estocástico.
Autor: Fabara Rodríguez, Cristian Paúl
Resumen: The project proposes a stochastic optimization methodology to determine the optimal capacity of photovoltaic microgeneration with energy storage to be installed in a household. It begins with the modelling of the energy resources that are part of the residence, such as photovoltaic microgeneration, energy storage system, electric vehicles in operation V2H, demand and smart grid. A Home Energy Management System – HEMS is developed, which manages the optimal use of energy resources 24 hours a day.
Probability distribution functions are used to mathematically model random variables such as radiation, ambient temperature, demand, time of entry and exit of the electric vehicle. Through Montecarlo Simulations and the particle swarm optimizer MCS – PSO, a solution to the problem of sizing photovoltaic capacities with energy storage to be installed in a home is proposed. The results allow analyzing the importance of energy management systems, possible savings by including new technologies in the home, the use of electric vehicles as storage system and contributes to the field of study in this subject that is constantly growing.
Descripción: El proyecto propone una metodología de optimización estocástica para determinar la capacidad óptima de microgeneración fotovoltaica con almacenamiento de energía a instalar en una residencia. Se inicia con el modelamiento de los recursos energéticos forman parte de la residencia como son la microgeneración fotovoltaica, sistema de almacenamiento de energía, vehículo eléctrico en operación V2H, demanda y red eléctrica inteligente. Se considera el desarrollo de un Sistema de Gestión de Energía Residencial – HEMS, que administra el uso óptimo de los recursos energéticos las 24 horas del día y los 365 días del año.
Se utiliza funciones de distribución de probabilidad para modelar matemáticamente variables aleatorias como radiación, temperatura ambiente, demanda, tiempo de entrada y salida del vehículo eléctrico. A través de Simulaciones de Montecarlo y el optimizador por enjambre de partículas MCS – PSO se plantea una solución al problema de dimensionamiento de capacidades fotovoltaicas con almacenamiento de energía a instalar en un hogar. Los resultados permiten analizar la importancia de los sistemas de gestión de energía, posibles ahorros al incluir nuevas tecnologías al hogar, el uso de vehículos eléctricos como sistemas de almacenamiento y aporta al campo de estudio en esta temática que se encuentra en constante crecimiento.2022-09-01T00:00:00ZMetodología para pruebas dinámicas de la protección de distancia en dispositivos electrónicos inteligentes, aplicación al sistema nacional de transmisión.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22134
Título: Metodología para pruebas dinámicas de la protección de distancia en dispositivos electrónicos inteligentes, aplicación al sistema nacional de transmisión.
Autor: Quisilema Carrera, Edwin Wladimir
Resumen: Typical commissioning tests of Intelligent Electronic Devices (IEDs) evaluate the individual characteristics of their own algorithms; however, these tests are not enough. In the case of distance protection function, natural phenomena of the Power System such as voltage transients and variability of Source Impedance Ratio (SIR) cause a transient overreach and a delay in operating time of zone 1, it could produce problems in performance of IED
Therefore, IEC 60255 - 121 standard defines the dynamic performance tests of distance function. Statistical analysis of transient overreach and delay time in operation of distance function is proposed in base of application of pre-established SIR values. However, to apply these concepts in a specific Power System, it is necessary to determinate and apply the real SIR values.
The present work implements a hybrid tool (software and hardware) for offline simulation that use in practice the dynamic testing methodology and its application at National Transmission System (SNT) IEDs. Real SIR values of SNT transition lines are defined in base of a statistical analysis.
Descripción: Las pruebas de comisionamiento típicas que se realizan a los Dispositivos Electrónicos Inteligentes (IEDs) consisten en probar aspectos individuales de sus algoritmos, sin embrago, estas no son suficientes. Tal es el caso de la función de distancia (21), donde fenómenos naturales del Sistema Eléctrico de Potencia (SEP) como los transitorios de voltaje y la variabilidad del SIR (Source Impedance Ratio), producen un sobrealcance transitorio y un retardo en la velocidad de operación de su zona 1.
En este contexto, el estándar IEC 60255 – 121 define las pruebas de rendimiento dinámico de la función de distancia en IEDs comerciales. Se propone un análisis estadístico del sobrealce transitorio y el retardo en la operación de la función 21 en base a la aplicación de valores SIR preestablecidos. Sin embargo, para poder aplicar estos conceptos en un SEP especifico, se deben aplicar los valores reales de SIR
En este trabajo, se implementa una herramienta hibrida (software y hardware) de simulación fuera de línea que reproduce las pruebas de rendimiento dinámico y su aplicación a los IEDs del Sistema Nacional (SNT) de Transmisión. Se definen los valores SIR reales de las líneas de transmisión del SNT mediante un análisis estadístico.2022-02-02T00:00:00ZDesarrollo de un modelo de evaluación técnico-económico para la optimización de inversiones en micro generación fotovoltaica para usuarios comerciales en Ecuador.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21985
Título: Desarrollo de un modelo de evaluación técnico-económico para la optimización de inversiones en micro generación fotovoltaica para usuarios comerciales en Ecuador.
Autor: Salazar Flores, Paúl Francisco
Resumen: This document presents an assessment model to determine the feasibility of commercial customers for installing photovoltaic systems under a self-consumption of electrical energy perspective, by optimizing the investment to be made.
The model involves as a first stage a technical analysis that evaluates the diverse existing technologies in the Ecuadorian market and adjusts its nominal parameters according to the sites to be installed. In addition, the model focuses on sizing the photovoltaic system according to the levels of solar irradiation and as established in the regulation ARCERNNR-001/2021. As a second stage, an economic-tax analysis is carried out based on the financial asset valuation model (CAPM), impact of the tax benefits of Ministerial Agreement 48 and the modeling of projected cash flows with the aim of finding the highest IRR with respect to the opportunity cost and/or reducing expenditures with respect to continuing to pay for electricity service.
The Excel tool is used for model calculations so that the information can be parameterizable and allows to model possible investment scenarios. In addition, the use of the Solver add-in allows to choose the best option from a group of photovoltaic system providers that maximize the results.
Descripción: El trabajo de titulación presenta un modelo de análisis para determinar la factibilidad de que usuarios comerciales instalen sistemas fotovoltaicos para autoconsumo de energía eléctrica, optimizando la inversión a realizar.
El modelo contempla como primera etapa un análisis técnico que evalúa las tecnologías existentes en el mercado ecuatoriano y ajusta sus parámetros nominales en función de los sitios a instalar, además de realizar el dimensionamiento del sistema fotovoltaico en función de los niveles de irradiación solar y según lo establecido en la regulación ARCERNNR-001/2021. Como segunda etapa se realiza un análisis económico-tributario en base al modelo de valoración de activos financieros (CAPM), impacto de los beneficios tributarios del Acuerdo Ministerial 48 y la modelación de flujos de caja proyectados con el objetivo de encontrar la TIR más alta con respecto al costo de oportunidad y/o reducir los gastos con respecto a continuar pagando el servicio eléctrico.
Para el cálculo del modelo se utiliza la herramienta Excel a fin de que la información pueda ser parametrizable y permita modelar escenarios posibles de inversión, además la utilización del complemento Solver permite escoger la mejor opción de un grupo de proveedores de sistemas fotovoltaicos que maximicen los resultados.2021-11-22T00:00:00ZEstimación de curvas diarias de demanda eléctrica en transformadores de distribución.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21845
Título: Estimación de curvas diarias de demanda eléctrica en transformadores de distribución.
Autor: Orbe Játiva, Daniel Germánico
Resumen: Contemporary technologies are characterized by large amounts of data and information handling. New technologies implementation in distribution utilities happened suddenly, caused by consumers direct involvement in energy market, changing relationship between distribution utility and customers. Consumers electric demand estimation in distribution grids results in a complex problem, which had not needed to be addressed until recently, because it did not have a clear practical application. Currently, having an electric power profile at distribution transformers level is necessary to manage modern distribution systems.
An artificial neural networks-based algorithm has been developed, to estimate distribution transformers hourly demand curves, starting from consumers commercial data. Methodology was implemented in CNEL Santo Domingo electric utility and its use was validated by comparing between a real feeder measurement and its estimated curves
Descripción: Las tecnologías contemporáneas se caracterizan por el manejo de grandes cantidades de datos e información. Actualmente la implementación de nuevas tecnologías en las empresas distribuidoras ha sido impulsada súbitamente por el involucramiento directo de los consumidores en el mercado energético, cambiando totalmente la dinámica empresa distribuidora de energía – cliente. La estimación de la demanda de los consumidores en las redes de distribución es un problema complejo que hasta hace poco no ha necesitado ser abordado, al no tener una aplicación práctica clara. En la actualidad, el contar con un perfil de potencia a nivel de transformadores de distribución constituye una necesidad para la gestión de un sistema de distribución moderno.
Se ha desarrollado un algoritmo basado en redes neuronales artificiales que permite estimar la curva de demanda horaria de un transformador de distribución, a partir de los datos comerciales de los clientes pertenecientes a dicho transformador. La metodología fue implementada en la empresa CNEL Santo Domingo y su funcionamiento fue validado mediante la comparación entre las mediciones reales y las estimaciones de un alimentador.2021-09-23T00:00:00ZAnálisis técnico – económico de factibilidad de implementación de sistemas de alumbrado público inteligente en el Ecuador .
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21759
Título: Análisis técnico – económico de factibilidad de implementación de sistemas de alumbrado público inteligente en el Ecuador .
Autor: Otorongo Cornejo, Manuel Rigoberto
Resumen: Currently, smart lighting systems play an important role in the field of sustainability and infrastructure of cities that seek to minimize the consumption of electrical energy. In Ecuador, energy consumption in public lighting systems represents 6.12% of total electrical energy consumption. Likewise, several challenges arise that must be addressed by the Electric Distribution companies; where high energy consumption is considered one of the most important problems to be solved. In this sense, the control of public lighting systems would allow to obtain considerable energy savings. Energy Management Systems provide efficient control and energy saving actions that can be applied in the public lighting service, with the development of the Internet of Things, the proliferation of smart grids made up of sensors and software applications for the exchange of information is becoming easier. In this way, in Ecuador, the implementation of intelligent public lighting systems must be taken into consideration, in order to minimize the enormous amount of energy that is wasted at night when there is no circulation of vehicles or pedestrians. In this research, a novel technical and economic feasibility study is proposed associated with an intelligent public lighting system that allows significant energy savings in the public lighting service, providing an improvement in management actions, thus integrating a flexible and safe system .
Descripción: Actualmente los sistemas de iluminación inteligente representan un papel importante en el campo de la sostenibilidad e infraestructura de ciudades que buscan minimizar el consumo de energía eléctrica. En el Ecuador, el consumo de energía en los sistemas de Alumbrado Público representa el 6.12 % respecto del total de consumo de energía eléctrica. Asimismo, surgen varios desafíos que deben ser abordados por las empresas eléctricas de Distribución; donde el elevado consumo energético se considera como uno de los más importantes problemas a ser solucionados. En este sentido, el control de los sistemas de iluminación pública permitiría obtener un considerable ahorro energético. Los sistemas de gestión de energía proveen de eficientes acciones de control y ahorro energético que se puede aplicar en el servicio de Alumbrado Público, con el desarrollo del internet de las cosas resulta cada vez más fácil la proliferación de redes inteligentes compuestas por sensores y aplicaciones de software para el intercambio de información. De esta manera, en el Ecuador se debe tomar en consideración la implementación de sistemas de Alumbrado Público inteligente, con el fin de minimizar la enorme cantidad de energía que se derrocha en horas de la noche cuando no existe circulación de vehículos o peatones. En la presente investigación se propone un novedoso estudio de factibilidad técnica y económica asociada a un sistema de Alumbrado Público inteligente que permita un importante ahorro energético en el servicio de iluminación pública, proporcionando una mejora en las acciones de gestión integrando así un sistema flexible y seguro.2021-07-14T00:00:00ZAnálisis del impacto de la carga de vehículos eléctricos en transformadores de distribución
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21568
Título: Análisis del impacto de la carga de vehículos eléctricos en transformadores de distribución
Autor: Chacón Herrera, Omar Darío
Resumen: The insertion of electric vehicles in distribution systems requires an understanding the different implications that this situation entails, where the imminent increase in demand caused by residential customers requires the execution of technical studies in each one of the distribution companies in order to define strategies analysis to identify possible problems and solutions that involve distribution transformers. This research project presents a technical analysis methodology that considers different levels of penetration of electric vehicles for distribution systems. It is based on stochastic and multi-scenario models that allow to investigate battery charging behavior with its respective harmonic levels and the possible impacts that this causes on distribution transformers.
Descripción: La inserción de los vehículos eléctricos en los sistemas de distribución requiere comprender las diferentes implicaciones que esto conlleva, donde el inminente incremento de la demanda por parte de los abonados residenciales requiere un estudio técnico por parte de las diferentes empresas distribuidoras con la finalidad de trazar estrategias de análisis que permitan identificar los posibles problemas y soluciones que involucran a los transformadores de distribución. El presente proyecto de investigación presenta una metodología de análisis técnico considerando diferentes niveles de penetración de los vehículos eléctricos en el sistema de distribución, basado en modelos estocásticos y multi-escenarios que permitan investigar el comportamiento de carga de las baterías con sus respectivos niveles armónicos y los posibles impactos que esto ocasiona en los transformadores de distribución.2021-03-26T00:00:00ZEstimación de Estado empleando mediciones convencionales y fasoriales aplicado al Sistema Nacional Interconectado del Ecuador
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21548
Título: Estimación de Estado empleando mediciones convencionales y fasoriales aplicado al Sistema Nacional Interconectado del Ecuador
Autor: Tamayo Anagumbla, Jonathan Wladimir
Resumen: The present work proposes to implement the mathematical formulation of a Non- Linear Hybrid State Estimator dedicated to supervision of a Power System, which incorporates in its algorithm the conventional measurements of the SCADA system (Supervisory Control and Data Acquisition) and synchronized measurements of the WAMS system (Wide Area Monitoring System). The implemented hybrid estimator is modeled as an optimization problem subject to equality and inequality constraints. The technique used to solve the problem is the Primal Dual Interior Point method.
Using the mathematical functions of the Python programming environment, a computational application is developed that performs the static state estimation for an electrical system of n buses. The application estimates the operation scenario considering the network model, the accuracy of the equipment and the SCADA / WAMS measurements. The computer program is applied to the test networks of 5 bus, 39 modified nodes of the IEEE and to the observable network of the National Interconnected System of Ecuador, whose model was obtained from CENACE’s EMS. Finally, for the last simulation, the results are compared with the CENACE’s Conventional Estimator.
Descripción: El presente trabajo propone implementar la formulación matemática de un Estimador de Estado Híbrido No Lineal dedicado a la supervisión de un sistema de potencia, el cual incorpora en su algoritmo las mediciones convencionales del sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) y mediciones sincronizadas del sistema WAMS (Wide Area Monitoring System). El estimador híbrido implementado está modelado como un problema de optimización sujeto a restricciones de igualdad y desigualdad. La técnica empleada para resolver el problema es el método del Punto Interior Primal Dual.
Empleando las funciones matemáticas del entorno de programación de Python, se desarrolla una aplicación computacional que realiza la estimación de estado estática para un sistema eléctrico de n barras. La aplicación estima el escenario de operación considerando el modelo de red, las precisiones de los equipos y las mediciones SCADA/WAMS. El programa computacional es aplicado a las redes de prueba de 5 barras, 39 nodos modificada de la IEEE y a la red observable del Sistema Nacional Interconectado del Ecuador, cuyo modelo fue obtenido del EMS de CENACE. Finalmente, para el último caso, se comparan los resultados obtenidos con el Estimador Convencional de CENACE.2021-03-24T00:00:00ZEsquema adaptativo de seccionamiento de carga en función del voltaje y la frecuencia usando simulación digital en tiempo real
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21520
Título: Esquema adaptativo de seccionamiento de carga en función del voltaje y la frecuencia usando simulación digital en tiempo real
Autor: Escobar Lomas, Bolívar Andrés
Resumen: The advancement of technology has allowed the exponential development in electric engineering applications and the analysis of data by means of the application of data mining techniques. Research on load-shedding schemes together with the application of the above-mentioned fields allow the prediction of certain events that have caused the disconnection of large amounts of load and even the operating output (blackout) of large power systems around the world.
The present project proposes a methodology for the implementation of a load shedding scheme as a function of voltage and frequency that allows, through an indicator, by means of an indicator calculated in real time through a previously trained regressor, to determine the amount of load to be disconnected after the occurrence of a contingency for loss of generation.
To do this, a comprehensive real-time digital simulation platform is implemented, which uses the benefits of the OPAL-RT ePHASORsim application, together with the functionalities of CENACE's WAMS system, WAProtector, to execute a Software in the loop (SIL) oriented to perform adaptive load shedding in real time, which is triggered when the indicator condition calculated by the regressor previously trained with simulation results obtained from PowerFactory is met
Descripción: El avance de la tecnología ha permitido el desarrollo exponencial en las aplicaciones de la ingeniería eléctrica y las investigaciones sobre esquemas de seccionamiento de carga junto con la aplicación de los campos antes mencionados permiten la predicción de ciertos eventos que han provocado la desconexión de grandes cantidades de carga e incluso hasta la salida de operación de grandes sistemas eléctricos de potencia alrededor del mundo.
El presente proyecto plantea una metodología para la implementación de un esquema de seccionamiento de carga en función del voltaje y la frecuencia, que permite, mediante un indicador calculado en tiempo real a través de un regresor previamente entrenado, determinar la cantidad de carga que debe ser desconectada posterior a la ocurrencia de una contingencia por pérdida de generación.
Para esto, se implementa una plataforma de simulación digital en tiempo real, que usa las bondades del aplicativo ePHASORsim de OPAL-RT, junto con las funcionalidades del sistema WAMS, WAProtector, para ejecutar una simulación tipo Software in the loop orientada a realizar un seccionamiento adaptativo de carga en tiempo real, la cual se dispara cuando se cumple la condición del indicador calculado por el regresor previamente entrenado con resultados de simulación obtenidos de PowerFactory.2021-03-24T00:00:00ZPropuesta de una metodología para la focalización del subsidio eléctrico “Tarifa de la dignidad” a usuarios residenciales de las Empresas Eléctricas del Ecuador
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21464
Título: Propuesta de una metodología para la focalización del subsidio eléctrico “Tarifa de la dignidad” a usuarios residenciales de las Empresas Eléctricas del Ecuador
Autor: Novoa Guamán, Edison Gabriel
Resumen: This work includes a proposal for targeting the dignity tariff subsidy on residential users of electric power distribution companies in Ecuador. For targeting, the grouping data technique is used based on the technical, geographical, and socioeconomic characteristics of the users.
This work describes the process necessary to collect, refine, and process the data for targeting the subsidy. Then, this work shows the process to match the data and consolidate it into a single
database of residential users. In a next phase, this work defines a poverty equation that considers, in a weighted way, the technical and socioeconomic characteristics of the users and that equation allows calculating the poverty level of the users. Then, the way to group users according to their poverty level is described, as well as the way to establish the best number of groups to be generated among users. Finally, the titling work propose a general metodology for targeting the dignity tariff subsidy in Ecuador. Some results of targeting applied in the Quito District Metropolitan are showed in the titling work.
Descripción: El trabajo de titulación presenta una propuesta para la focalización del subsidio tarifa de la dignidad en los usuarios residenciales de las empresas de distribución de energía eléctrica del Ecuador. Para la focalización se utiliza la técnica de agrupación de datos considerando las características técnicas, geográficas y socioeconómicas de los usuarios.
El trabajo de titulación describe el proceso necesario para recopilar, depurar y procesar los datos a fin de que puedan ser utilizados para la focalización del subsidio. Luego, se detalla el proceso necesario para emparejar los datos y consolidarlos en una sola base de datos de usuarios residenciales. En una siguiente fase, se define una ecuación de pobreza que considera, de manera ponderada, las características técnicas y socioeconómicas de los usuarios y que permite calcular su nivel de pobreza individual. Luego, se describe la forma de agrupar a los usuarios según su nivel de pobreza, así como la manera de establecer la mejor cantidad de grupos que se deben generar de entre los usuarios. Finalmente, el trabajo de titulación presenta una propuesta metodológica general para focalizar el subsidio tarifa de la dignidad en el Ecuador.2021-03-04T00:00:00ZMejoramiento de Redes Eléctricas de Distribución por medio de Generación Distribuida utilizando una metodología Probabilística Bivariada
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21267
Título: Mejoramiento de Redes Eléctricas de Distribución por medio de Generación Distribuida utilizando una metodología Probabilística Bivariada
Autor: Ribadeneira Ramírez, Vinicio Sebastián
Resumen: Distributed generation reduces energy loss in power supplies and improves voltage profiles. As it is extremely complex, describe a system of energy loss equations in a distribution feeder without any simplification. It uses the OPENDSS software to shape the feeder and, through Matlab, send control instructions and analysis of results. To replicate the best possible scenario, it uses the bivariate probability uniform, as the mathematical tool that reproduces each location and the power of DG to choose the best option that reduces loss, considering additional analysis with energy
profiles. The use of capacitors is done in conjunction with GD to improve the voltage profiles. Validation of the results is done by comparing CYME precision levels with OPENDSS in the 123 node IEEE feeder. The use of wind and photovoltaic generation, as the renewable energy resource, is the most widely used in GD, as the first step to migrate smart grids.
Descripción: La Generación Distribuida reduce las pérdidas de energía en las redes eléctricas y mejora los perfiles de voltaje. Ya que resulta extremadamente complejo describir en un sistema de ecuaciones las pérdidas de energía de una red de distribución sin ninguna simplificación. Se utiliza el software OPENDSS para modelar la red y a través de Matlab se envía las instrucciones de control y análisis de resultados. Para replicar la mayor parte de escenarios posibles, se utiliza la probabilidad bivariada uniforme como una herramienta matemática que reproduzca cada lugar y potencia de GD para seleccionar la mejor opción que reduzca las pérdidas, considerando un análisis adicional con perfiles de energía. El empleo de capacitores se lo realiza junto con GD para el mejoramiento de perfiles de voltaje. La validación de resultados se lo hace comparando los niveles de precisión de CYME con OPENDSS en la red de 123 nodos de la IEEE. La utilización de generación eólica y fotovoltaica como recurso energético renovable es lo más utilizado en GD, como un primer paso a la migración de redes inteligentes.2020-12-08T00:00:00ZDeterminación de distancias de proximidad entre líneas eléctricas aéreas y subterráneas de hasta 230 kV, y líneas metálicas de fluido en el sector petrolero ecuatoriano
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21150
Título: Determinación de distancias de proximidad entre líneas eléctricas aéreas y subterráneas de hasta 230 kV, y líneas metálicas de fluido en el sector petrolero ecuatoriano
Autor: Hernández Jacho, Eddison Fernando
Resumen: The methodologies to electromagnetic interference modeling and analysis produced by the electrical lines, on the metallic pipelines that share the same route or installed in their proximity have be analyzed in this work. The electromagnetic interferences such as the capacitive, inductive and conductive coupling that appear between metallic pipes and electric lines in stable operation conditions and in fault are analyzed, to establish the impact on the metallic pipes.
In Ecuador, the electric and oil sector have avoided the shared use of routes for electric lines and pipelines for transport of crude oil, defining safety distances between electric lines and hydrocarbon facilities. With the responsibility of the Ecuadorian state in the protection of the environment, we have seen the need to contemplate the alternative of sharing routes and service bands of the systems, to feed the demand for oil production blocks, which are operating as an island and optimize the use of the country's energy potential.
With the implemented methodology, a real case of the interaction of power lines with a metallic pipeline has be analyzed; guidelines have be given for the coordination of the use of shared routes of electric lines and metal pipes.
Descripción: En el presente trabajo, se estudian las metodologías empleadas para la modelación y análisis de la interferencia electromagnética que producen las líneas eléctricas, sobre las tuberías metálicas que comparten una misma ruta o instaladas en su proximidad. Se analizan los efectos tales como el acoplamiento capacitivo, inductivo y conductivo que se presentan entre tuberías metálicas y líneas eléctricas en condiciones de operación estable y en falla, para identificar la afectación sobre las tuberías metálicas.
En Ecuador, los sectores eléctrico y petrolero han evitado el uso compartido de rutas de líneas eléctricas y tuberías de transporte de hidrocarburos, para evitar afectación a las tuberías metálicas, definiendo distancias de seguridad entre los sistemas. Las políticas de gestión ambiental que el estado ecuatoriano demanda, ha impulsado al uso compartido de las rutas y franjas de servicio de los sistemas, para alimentar la demanda de bloques de producción de petróleo que se encuentran operando como una isla eléctrica y optimizar el uso del potencial energético del país.
La metodología implementada analiza un caso real de la interacción entre líneas eléctricas y un oleoducto metálico y se dan lineamientos a considerar para la coordinación del uso de rutas compartidas de líneas eléctricas y tuberías metálicas.2020-03-19T00:00:00ZMetodología para la ubicación óptima de estaciones de carga de vehículos eléctricos en sistemas de distribución de energía eléctrica considerando el comportamiento del usuario y la red eléctrica
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21061
Título: Metodología para la ubicación óptima de estaciones de carga de vehículos eléctricos en sistemas de distribución de energía eléctrica considerando el comportamiento del usuario y la red eléctrica
Autor: Cabrera Celi, Gabriela Cristina
Resumen: This work proposes a methodology to allocate electric vehicle (EV) ulta-fast charging stations (UFCS). The methodology considers three entities: EV firms, EV users, and the electric system operator. A flow capturing location model is used to consider the interactions between traffic network and electrical network. The entity involved in each network has an independent objective. Thus, the interplay between the electric system operator and the EV firm interested in allocating UFCS are modeled using a bilevel optimization problem. The upper level considers the flow capture location model leader by the EV firm while in the lower lever the objective belongs to an economic dispatch follow by the system operator. Electric load uncertainty is considered in the lower level, so the bilevel optimization problem is solved for different scenarios. The charging station locations given by the bilevel problem allows to analyze the impact of them in the electrical grid. This analysis can be performed by cascading failure. The methodology is validated in the IEEE 30 BUS system.
Descripción: El presente trabajo desarrolla una metodología para resolver el problema de ubicación óptima de estaciones de carga ultra rápida de vehículos eléctricos con la capacidad de incorporar tres entidades, concesionario, usuario y operador del sistema eléctrico de distribución, envueltos en el problema. En la primera etapa se obtienen los datos de vehículos eléctricos y rutas de viaje en la red de tráfico para disminuir el número de potenciales ubicaciones de estaciones de carga. De las entidades involucradas se identifica que el concesionario y operador del sistema tienen objetivos conflictivos, por lo tanto, se propone modelar el problema con optimización binivel para obtener las ubicaciones óptimas de estaciones de carga y considerar el impacto de estas ubicaciones en la red eléctrica. Dentro del problema binivel se considera la incertidumbre de la demanda del sistema eléctrico en el nivel inferior donde se resuelve un problema de despacho económico para cada escenario de demanda eléctrica. En el nivel superior se utiliza el modelo de flujo capturado para encontrar la ubicación óptima de estaciones de carga. Además, se utiliza el método de fallas en cascada para el análisis de cargabilidad de elementos del sistema eléctrico. La metodología es validada en el sistema IEEE-30 nodos.2020-08-12T00:00:00ZDiseño e implementación de esquemas no lineales de control para el suministro de potencia y estabilización de voltaje DC en un aerogenerador operando en una Microred
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21049
Título: Diseño e implementación de esquemas no lineales de control para el suministro de potencia y estabilización de voltaje DC en un aerogenerador operando en una Microred
Autor: Proaño Chamorro, Pablo Andrés
Resumen: Two non-linear control proposals were developed for the current, voltage, and power of a wind turbine. The main contribution of the proposed controllers is their simplicity of implementation and their robustness to modeling errors and external disturbances.
To evaluate the performance of the controllers, a test system was implemented where the ability of a wind turbine in an electrical system to follow power references and re-establish itself after a severe disturbance was evaluated.
Then, the configuration and characteristics of the electrical system and the converters used in the test system are described, in addition, the development and structure of the control equations is presented.
For the execution, the project was divided into two phases, in the first the wind turbine works in maximum power transfer mode and in the second the control structure is modified so that it can supply power references.
Similarly, the tests were divided into two parts, in the first, the proposed controllers with linear PIDs are compared and in the second, the wind turbine is subjected to severe working conditions to evaluate the performance of the non-linear controllers.
Descripción: Se desarrollaron dos propuestas de control no lineal para la corriente, voltaje, y potencia de un aerogenerador. El principal aporte de los controladores propuestos es su simplicidad de implementación y su robustez ante errores de modelado y perturbaciones externas.
Para evaluar el desempeño de los controladores se implementó un sistema de pruebas donde se evaluó la capacidad de un aerogenerador en un sistema eléctrico para seguir referencias de potencia y reestablecerse después de una perturbación severa.
Luego, se describe la configuración y las características del sistema eléctrico y los conversores usados en el sistema de prueba, además, se presenta el desarrollo y la estructura de las ecuaciones de control.
Para la ejecución se dividió el proyecto en dos fases, en la primera el aerogenerador trabaja en modo de máxima transferencia de potencia y en la segunda se modifica la estructura de control para que este pueda suministrar referencias de potencia.
De igual manera, las pruebas se dividieron en dos partes, en la primera se comparan a los controladores propuestos con PIDs lineales y en la segunda se somete al aerogenerador a condiciones severas de trabajo para evaluar el desempeño de los controladores no lineales.2020-08-13T00:00:00ZDiseño de un esquema de control distribuido para el control de frecuencia y potencia en sistemas eléctricos
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21048
Título: Diseño de un esquema de control distribuido para el control de frecuencia y potencia en sistemas eléctricos
Autor: Maldonado Andrade, Diego Javier
Resumen: This work presents a methodology to design and implement a Distributed Load-Frequency Control (D_LFC) scheme in the power systems. In this proposal, the load-frequency control (LFC) is performed in a decentralized way by implementing a control law in the generators' governors, which act as the required distributed controllers. Control law is based on the feedback of the rotor internal angle measurement due to its high relationship with frequency and power transfer. Therefore, the control actions are carried out locally near the disturbance, without the intervention of a dispatch center. As result, system frequency is restored to its nominal value with response times lower than centralized schemes such as those the Automatic Generation Control (AGC). And although information exchange between governors is not performed, they describe a synchronized behaviour justified in the natural coupling between the speeds of generators.
The performance of the proposed control scheme is analyzed in IEEE 39-bar system by simulating it in PowerFactory DigSILENT. Finally, a comparative analysis between primary and secondary frequency regulation behavior for the proposed distributed control respect the traditional centralized Automatic Generation Control (AGC) is presented.
Descripción: Este trabajo presenta la metodología para diseñar e implementar un esquema de Control de Carga-Frecuencia Distribuido denominado (D_LFC) sobre los Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP). El cual, mediante la implementación de controladores distribuidos sincronizados bajo una ley de control en los governors de los generadores, se ejecuta el control de carga-frecuencia LFC (Load-Frequency Control) de manera descentralizada. Esto, justificado en que las acciones de control se podrán realizar localmente en las proximidades a la perturbación, sin la intervención de un centro de despacho. Logrando así, el restaurar de manera rápida y automática la frecuencia del sistema a su valor nominal por el restablecimiento del equilibrio entre demanda y generación después de suscitarse variaciones del consumo de energía. La ley se apoya en la realimentación de la medida del ángulo interno del rotor por su alta relación con la transferencia de potencia.
Se evalúa el desempeño y la capacidad de reacción que el SEP al estar sometido a la acción de controladores distribuidos. Todo esto, enmarcado dentro ámbito de la regulación primaria y secundaria del control de carga-frecuencia.
Finalmente, se presenta un análisis comparativo entre el Control distribuido propuesto en este estudio respecto al AGC (Automatic Generation Control) tradicional centralizado.2020-08-13T00:00:00ZReconfiguración óptima de redes de distribución que contienen generación distribuida hidroeléctrica, aplicando un algoritmo de optimización basado en colonia de hormigas
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21039
Título: Reconfiguración óptima de redes de distribución que contienen generación distribuida hidroeléctrica, aplicando un algoritmo de optimización basado en colonia de hormigas
Autor: Palacios Ochoa, Rene Alexander
Resumen: In this work, a methodology is developed to solve the problem of reconfiguration of electrical distribution networks using the ant colony algorithm. The presented methodology has the advantage of always finding feasible solutions considering the radial topology of the network. The objective function of the reconfiguration of the distribution network is to minimize active power losses of the lines, subject to the restrictions of radial topology, voltage range in the nodes, and electrical current of the lines. The distribution network reconfiguration algorithm is applied to two electrical networks with and without distributed hydroelectric generation, IEEE 34 nodes network and a real network. For the simulations of distributed generation, synchronous generators connected to network nodes are used. The effect of the distributed generation source in the network is analyzed. Additionally, the algorithm is validated on the standard electrical distribution networks of 33 nodes and 69 nodes, obtaining the optimal for both networks. The power flows of the electrical distribution networks are carried out in OpenDSS and the algorithm is programmed in MATLAB, for which communication between the two programs is established
Descripción: En este trabajo se desarrolla una metodología para resolver el problema de reconfiguración de redes de distribución eléctrica mediante el algoritmo de colonia de hormigas. La metodología presentada tiene la ventaja de siempre encontrar soluciones factibles considerando la topología radial de la red. La función objetivo de la reconfiguración de la red de distribución es minimizar las pérdidas de potencia activa en las líneas, sujeto a las restricciones de topología radial, rango de voltaje en los nodos, y corriente en las líneas. El algoritmo de reconfiguración de la red de distribución es aplicado sobre dos redes eléctricas con y sin generación distribuida hidroeléctrica, la red IEEE de 34 nodos y una red real. Para las simulaciones de la generación distribuida se utiliza generadores sincrónicos conectados en nodos de la red. Se analiza el efecto de la fuente de generación distribuida en la red. Adicionalmente, se valida el algoritmo sobre las redes de distribución eléctrica estándar de 33 nodos y de 69 nodos, obteniéndose los óptimos para ambas redes. Los flujos de potencia de las redes de distribución eléctrica se realizan en OpenDSS y la programación del algoritmo en MATLAB, para lo cual se establece la comunicación entre los dos programas.2020-08-03T00:00:00ZImplementación de una plataforma de simulación digital para entrenamiento de operadores ante fenómenos dinámicos
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21000
Título: Implementación de una plataforma de simulación digital para entrenamiento de operadores ante fenómenos dinámicos
Autor: Aguas Revelo, Diego Alejandro
Resumen: Smart Transmission Grid (STG) in the Smart Control Rooms provides an ideal Training Environment that improves realism, supporting operators to become familiar to the new technology.
CENACE and COT do not have such environments to support operators to adapt to the Smart Grids challenges, so there is no possibility for them to be familiarized with the dynamics of the phenomena that occurs in the real power system. Therefore, operators do not respond adequately to possible dynamic changes of the network in real-time.
The present work proposes a methodology for the implementation of a Real-Time Digital Simulation Platform to Train Operators in Dynamic Events (Dynamic Simulator). Thus, a reduced Ecuadorian network is modeled on Real-Time Digital Simulator (Opal RT's ePHASORsim). This model uses dynamic components developed in OpenModelica such as generators, excitation system, power system stabilizer, and governors. The static components of Ecuadorian network are modeled in PowerFactory DIgSILENT. Moreover, the Real Time Digital Simulator – WAMS (WAProtector) integration is developed through virtual PMUs.
Finally, a training protocol is defined. Protocol allows operator to use the tool (Dynamic Simulator), and to interpret the results of WAProtector’s applications. The Dynamic Simulator results are compared with PowerFactory DIgSILENT.
Descripción: La Smart Transmission Grid (STG), en el componente de centros de control inteligentes, plantea la necesidad de ambientes de entrenamiento cada vez más realistas que permitan al operador adaptarse a nuevas tecnologías.
CENACE y COT no disponen de una herramienta que permita a los operadores adaptarse a los desafíos de las redes eléctricas inteligentes. Actualmente, durante el entrenamiento no existe la posibilidad de familiarizar al operador con fenómenos dinámicos, provocando que el personal no responda adecuadamente ante posibles situaciones dinámicas en tiempo real.
El trabajo plantea una metodología para la implementación de una plataforma de simulación digital en tiempo real para entrenamiento de operadores. Para esto, en el simulador digital en tiempo real ePHASORsim de Opal RT se modela una red reducida del SNI. La modelación considera la implementación de los componentes dinámicos en OpenModelica, y de los componentes estáticos en PowerFactory. Adicionalmente, se desarrolla un módulo de conexión entre el simulador digital en tiempo real con WAProtector de CENACE con la implementación de PMUs virtuales.
Finamente, se define un protocolo de entrenamiento para adiestrar al operador en el uso de la herramienta e interpretación de resultados entregados por los diferentes módulos de WAProtector. Los resultados son comparados con PowerFactory.2020-07-27T00:00:00ZOptimización de secuencias de maniobra en redes de distribución, para reconfigurar redes después de contingencias, recuperar consumidores y transferir carga, respetando los límites de capacidad de las líneas
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/20956
Título: Optimización de secuencias de maniobra en redes de distribución, para reconfigurar redes después de contingencias, recuperar consumidores y transferir carga, respetando los límites de capacidad de las líneas
Autor: Ulloa de Souza, Raúl Clemente
Resumen: A solution is developed for the connecting lines location problem for optimization of reconfiguration and load recovery within electric power distribution systems, after a three-phase fault has occurred in any section of the system; for this, an algorithm based on the Evolutionary Optimization of the EPSO Particle Swarm is used, in order to find the optimal line that allows executing a sequence of maneuvers, within the restoration of the service after the failure, thus minimizing the amount of energy not supplied and system power losses.
Important algorithm for electric power distribution companies, because number of users without electricity supply can be minimized, while the necessary maintenance work is carried out to eliminate any three-phase failure occurred within the system, considering in the optimal connecting line that the sequence of maneuvers executes, the least amount of power. It is a strong tool for planning of connecting lines.
The algorithm is applied in a test model from the feeders of 13 and 34 nodes of the IEEE, to later be validated in the sub-transmission system of ELEPCO SA, obtaining in both cases, better results, a smaller number of iterations and a shorter convergence time compared to the classic PSO Particle Swarm Optimization.
Descripción: En el presente proyecto, se desarrolla una solución para el problema de ubicación de enlaces para optimización de reconfiguración y recuperación de carga, dentro de sistemas de distribución de energía eléctrica, luego de producirse una falla trifásica en cualquier sección; utilizando un algoritmo de inteligencia artificial, basado en la Optimización Evolutiva del Enjambre de Partículas EPSO, con la finalidad de encontrar el enlace óptimo, que permita ejecutar una secuencia de maniobras, dentro de la restauración del servicio después de la falla, minimizando la cantidad de energía no suministrada y las pérdidas de potencia del sistema. Algoritmo importante para las empresas de distribución, para minimizar la cantidad de usuarios sin suministro de electricidad, mientras se realizan trabajos de mantenimiento para eliminar cualquier falla trifásica ocurrida dentro del sistema; además, es una fuerte herramienta para la planificación de líneas de enlace.
El algoritmo se aplica en un modelo de prueba, a partir de los alimentadores de 13 y 34 nodos del IEEE, para posteriormente validarse en una parte del sistema de subtransmisión de la ELEPCO S.A., obteniendo mejores resultados, menor número de iteraciones y un tiempo de convergencia más corto en comparación con la clásica Optimización de Enjambre de Partículas PSO.2020-07-06T00:00:00ZModelo de gestión del mantenimiento para empresas distribuidoras de energía eléctrica, utilizando estrategias basadas en la confiabilidad y en los riesgos de los componentes asociados a las redes de distribución
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/20947
Título: Modelo de gestión del mantenimiento para empresas distribuidoras de energía eléctrica, utilizando estrategias basadas en la confiabilidad y en los riesgos de los componentes asociados a las redes de distribución
Autor: Ortiz Parra, David Andrés
Resumen: This thesis work describes the methodology for developing a maintenance management model for distribution companies as part of the asset management process, using strategies based on the reliability and risks of the components associated with distribution networks.
The implementation of RCM focuses on determining the critical components of the electrical distribution system and proposing possible preventive maintenance plans; The determination of the critical components is achieved through a simulation procedure, based on this analysis the criticality factor of the components is determined, the components with the highest criticality factor will be the candidates to be submitted to the possible maintenance plans.
Once the critical components of the system have been identified and a list of possible maintenance plans is available, the implementation of risk-based maintenance (RBM) is carried out, which focuses on reducing the risk of each component and determining the plans of optimal maintenance, this will allow achieving the goals in the reliability indices established by the distribution company.
Finally, this methodology is applied and validated in two test systems.
Descripción: En el presente trabajo de tesis se describe la metodología para desarrollar un modelo de gestión del mantenimiento para empresas distribuidoras como parte del proceso de gestión de activos, utilizando estrategias basadas en la confiabilidad y en los riesgos de los componentes asociados a las redes de distribución.
La implementación de RCM se centra en la determinación de los componentes críticos del sistema eléctrico de distribución y en proponer posibles planes de mantenimiento preventivo; la determinación de los componentes críticos se logra mediante un procedimiento de simulación, en función de este análisis se determina el factor de criticidad de los componentes, los componentes con mayor factor de criticidad serán los candidatos para ser sometidos a los posibles planes de mantenimiento.
Una vez identificado los componentes críticos del sistema y disponiendo de un listado de posibles planes de mantenimiento, se realiza la implementación de mantenimiento basado en riesgo (RBM), este se centra en la reducción del riesgo de cada componente y en la determinación de los planes de mantenimiento óptimos, esto permitirá alcanzar las metas en los índices de confiabilidad establecidos por la empresa distribuidora.
Finalmente, esta metodología se aplica y valida en dos sistema de prueba.2020-06-25T00:00:00ZProyección de la demanda eléctrica de alimentadores primarios con clientes industriales durante horas pico y su abastecimiento mediante generación distribuida
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/20911
Título: Proyección de la demanda eléctrica de alimentadores primarios con clientes industriales durante horas pico y su abastecimiento mediante generación distribuida
Autor: Lucio Cruz, Juan Andrés
Resumen: In practice, various dependencies of electricity companies have their own databases from which they extract information to calculate different works, which leads to the inefficient and ineffective use of resources. Although many short, medium and long-term demand forecasting techniques have been developed, studied and applied, there are still challenging problems in the field, such as the lack of benchmarks and the systematic approach to model construction. This work is a summary of some key elements to develop a methodology that can be used to analyze and develop demand forecast models.
Multiple linear regression analysis is implemented in the case of study. The resulting models responds to extensive treatment in the literature applied to the subject. Through this work, it is addressed the application of multiple linear regression, with interaction techniques between different models, to the load forecast in the short, medium and long term.
As a consequence of the demand forecast, it is possible to obtain a planning for the supply of high demand peaks in primary feeders through distributed generation. An application of the proposed methodology is made to a feeder of Empresa Eléctrica Quito, in order to achieve a flattening of the demand peaks and a better use of the feeder capacity, through investments in distributed generation connected at the point of network connection.
Descripción: En la práctica, varias dependencias de las empresas eléctricas generan sus propias bases de datos de donde extraen información para planificación, esto conlleva al uso ineficiente de los recursos. Aunque se han desarrollado, estudiado y aplicado técnicas de pronóstico de demanda a corto, mediano y largo plazo, aún quedan problemas desafiantes en el campo, como la falta de puntos de referencia y el enfoque sistemático de la construcción de los modelos. Este trabajo es un resumen de algunos elementos clave para elaborar una metodología que sirva para analizar y desarrollar modelos de pronóstico de demanda.
El análisis de regresión lineal múltiple se implementa en el caso de estudio. Los modelos resultantes responden a un extenso tratamiento en la literatura aplicada al tema. A través de este trabajo, se aborda la aplicación de la regresión lineal múltiple, con técnicas de interacción entre diferentes modelos, al pronóstico de carga en corto mediano y largo plazo.
Como consecuencia del pronóstico de demanda, es posible efectuar una planificación del abastecimiento de los picos altos de demanda en alimentadores primarios por medio de generación distribuida. Se realiza una aplicación de la metodología propuesta a un alimentador de la Empresa Eléctrica Quito, a fin de conseguir un aplanamiento de los picos de demanda y un mejor aprovechamiento de la capacidad del alimentador, a través de inversiones en generación distribuida conectada en el punto de conexión de red.2020-06-01T00:00:00ZEstimación de Estado en redes de Subtransmisión utilizando mediciones históricas fasoriales y convencionales
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/20886
Título: Estimación de Estado en redes de Subtransmisión utilizando mediciones históricas fasoriales y convencionales
Autor: Saraguro Ramirez, Roberth Alcides
Resumen: The electrical systems of distribution companies requires a supervision, monitoring in real time, that guarantee continues and quality of services for its users, keeping the life of equipment’s implemented in the grid.
With this purpose, the distribution companies has SCADA that allows get information, of different measurements devices installed in subtransmission substations. Considering the errors in measurement devices, accessories, or communication systems, the SCADA information couldn’t be reliability. To minimize this problem, with statistical analysis of errors, through of state estimation is estimated the magnitude and angle of voltage at nodes of electrical system, variables that let know the state of system.
The incorporation of PMUs devices in the grids, considering its characteristics related to precision and upgraded of information, motivated to realize this project, developing methodologies to solve the state estimation in Distribution systems with PMU's devices information and information of its conventional measurement devices.
Descripción: Los sistemas eléctricos de las empresas distribuidoras requieren de un monitoreo y supervisión en tiempo real que garantice la continuidad y calidad del servicio a los usuarios finales, preservando la vida útil de los diferentes equipamientos instalados en sus redes.
Para cumplir estas directrices, las empresas eléctricas cuentan con sistemas SCADA que a través de canales de comunicación permiten concentrar la información de los diferentes dispositivos de medición instalados en subestaciones. Considerando los errores de los dispositivos de medición, de sus accesorios o problemas en los sistemas de comunicación, la información disponible en los sistemas SCADA pierde confiabilidad. Para contrarrestar este problema y en base a análisis estadísticos de los errores, a través de métodos de estimación de estado se obtiene la magnitud y ángulo de voltaje de las barras del sistema eléctrico, variables que permiten determinar el estado del sistema.
La incorporación de dispositivos de medición PMUs en las redes eléctricas con características propias en relación a tasas de actualización y precisión, motiva el desarrollo del presente trabajo en el cual se plantea una metodología para la estimación de estado en sistemas eléctricos de distribución que incorporen la información de estos nuevos dispositivos en el conjunto de mediciones convencionales disponibles.2020-05-20T00:00:00ZRediseño óptimo de redes radiales de distribución eléctrica en bajo voltaje considerando las restricciones de la infraestructura eléctrica y urbana existente
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/20393
Título: Rediseño óptimo de redes radiales de distribución eléctrica en bajo voltaje considerando las restricciones de la infraestructura eléctrica y urbana existente
Autor: Vásquez Villarruel, Ramiro Mauricio
Resumen: For distribution companies, a primary objective is to minimize the levels of electrical losses, which represents efficiency and sustainability. The methodology focuses on the minimization of costs for determining the number and location of transformers. It takes into consideration the demands of subscribers and the restrictions of electrical and urban infrastructure, so that the results of the redesign are perfectly applicable to current circuits. The proposal is divided into three STAGES, the first defines the optimal location of transformers through the use of partitioning methods, genetic algorithms, and graph theory, in the second stage through the model of optimal conductor selection and investment costs of transformers, determines the total costs of the circuit, in the last stage is determined the optimal number of transformers using the elbow method.
For the development of the work is considered an aerial and radial test circuit that is currently supplied by 10 transformers. The results obtained from the redesign show that the implementation of this represents a cost saving of 58.208% with respect to the current state of the network.
Descripción: Para las empresas distribuidoras un objetivo primordial es la disminución al mínimo los niveles de pérdidas eléctricas, lo que representa eficiencia y sostenibilidad. La metodología propuesta se centra en la minimización de costes para la determinación del número y ubicación de los transformadores. Se toma en consideración las demandas de los abonados y las restricciones de infraestructura eléctrica y urbana, por lo que los resultados del rediseño son perfectamente aplicables a los circuitos actuales. La propuesta se encuentra dividida en tres ETAPAS, en la primera se define la ubicación óptima de los transformadores mediante el uso de métodos de partición, algoritmos genéticos, y teoría de grafos, en la segunda etapa mediante el modelo de selección de conductor óptimo y costos de inversión de los transformadores, se determinan los costos totales del circuito, en la última etapa se determina el número óptimo de transformadores haciendo uso del método del codo.
Para el desarrollo del trabajo se considera un circuito de prueba aéreo y radial que actualmente se encuentra abastecido por 10 transformadores. Los resultados obtenidos del rediseño muestran que la implementación de este representa un ahorro anual en costos del 58% respecto al estado actual de la red.2019-07-19T00:00:00ZReconfiguración óptima de alimentadores primarios como una estrategia de planificación para el mejoramiento del desempeño operativo de los sistemas eléctricos de distribución
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/20361
Título: Reconfiguración óptima de alimentadores primarios como una estrategia de planificación para el mejoramiento del desempeño operativo de los sistemas eléctricos de distribución
Autor: Redrobán Amores, Siomara Lastenia
Resumen: This paper presents a methodological proposal for the optimal reconfiguration of distribution systems using of genetic algorithms based on graph and matroid theory, to be applied in primary feeders as a medium-term planning strategy. The methodology considers several stages, such as: modeling of the current network, evaluation of current network conditions, topological analysis of the network, planning of alternatives, evaluation of contingencies, structuring and coding of the optimization model, and optimal reconfiguration of the net. The reconfiguration stage presents a problem of multiobjective optimization that consists in the minimization of power losses and voltage levels without altering the coordination of protection of the network, that is, by complying with the selectivity and sensitivity of the protections. For the validation of the optimization model, the IEEE-33 nodes test network is used, while to test the applicability to real-world systems, the Atocha S / E network of the Ambato Electric Company is used.
Descripción: En el presente trabajo se presenta una propuesta metodológica para la reconfiguración óptima de los sistemas de distribución mediante algoritmos genéticos basados en la teoría de grafos y matroides, a ser aplicado en alimentadores primarios como una estrategia de planificación de mediano plazo. La metodología considera varias etapas, como son: modelamiento de la red actual, evaluación de condiciones actuales de la red, análisis topológico de la red, planteamiento de alternativas, evaluación de contingencias, estructuración y codificación del modelo de optimización, y reconfiguración óptima de la red. La etapa de reconfiguración presenta un problema de optimización multiobjetivo que consiste en la minimización de pérdidas de potencia y niveles de voltaje sin alterar la coordinación de protecciones de la red, es decir cumpliendo la selectividad y sensibilidad de las protecciones. Para la validación del modelo de optimización se emplea la red de prueba IEEE-33 nodos, mientras que para probar la aplicabilidad a sistemas de características reales se emplea la red alimentada de S/E Atocha de la Empresa Eléctrica Ambato.2019-07-09T00:00:00ZDeterminación de ajustes de la protección de sobrecorriente en base a la estimación de corrientes de cortocircuito usando mediciones locales
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/20299
Título: Determinación de ajustes de la protección de sobrecorriente en base a la estimación de corrientes de cortocircuito usando mediciones locales
Autor: Chapi Lucero, Jhony Fernando
Resumen: In the Electrical Distribution Systems (EDS), overcurrent protection is the most likely to malfunction in coordination with other protections, since its performance depends directly on the short circuit current levels (Icc) which depend on the Thevenin equivalent of the upstream network.
Network changes upstream of the overcurrent protection causes variations of the Thevenin equivalent and therefore variations of the Icc, which by maintaining fixed settings in the overcurrent protection It can cause selectivity problems in the protection system.
This work proposes to develop a scheme for overcurrent protection with the ability to vary its settings according to the Icc that occurs in the EDS, to mitigate the possible lack of coordination due to the effects of the Icc variation due to changes in the upstream network.
The IEC 60909 standard is used to calculate the Icc, using the Thevenin equivalent of pre-fault that is obtained based on the measurement of voltages and currents acquired at the location of the relay.
The proposed methodology is developed in PowerFactory - DigSilent and is verified in the IEEE test system - Distribution Test Feeders 13-bus Feeder.
Descripción: En los Sistemas Eléctricos de Distribución (SED´s), la protección de sobrecorriente es la más propensa a tener descoordinación en su operación, ya que su desempeño depende directamente de los niveles de corriente de cortocircuito (Icc) y estas dependen del equivalente Thévenin de la red aguas arriba.
Los cambios del sistema aguas arriba de la protección de sobrecorriente originan variaciones del equivalente Thévenin y por consiguiente variaciones de las Icc, que al mantener ajustes fijos en la protección de sobrecorriente puede provocar problemas de selectividad en los sistemas de protección.
El presente trabajo plantea desarrollar un esquema para la protección de sobrecorriente con la capacidad de variar sus ajustes en función de la Icc que se presente en el SED, para mitigar las posibles descoordinaciones por los efectos de la variación de la Icc por cambios del sistema aguas arriba.
Para calcular la Icc, se emplea la norma IEC 60909, utilizando el equivalente de Thévenin de prefalla que se obtiene en función de la medición de voltajes y corrientes adquiridos en la ubicación del relé.
La metodología planteada se desarrolla en PowerFactory – DigSilent y se verifica en el sistema de pruebas IEEE - Distribution Test Feeders 13-bus Feeder.2019-06-24T00:00:00ZCálculo de índices de confiabilidad utilizando simulación Montecarlo y ubicación de equipos de protección en sistemas eléctricos de distribución mediante algoritmos genéticos
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/20059
Título: Cálculo de índices de confiabilidad utilizando simulación Montecarlo y ubicación de equipos de protección en sistemas eléctricos de distribución mediante algoritmos genéticos
Autor: Albuja Jaramillo, Galo Roberto
Resumen: In the present work a methodology for the application of the Monte Carlo Simulation (MCS) is developed to the reliability assessment of electric power radial distribution systems, it has been used the State Duration Sampling Approach and the Inverse Transform Method to find the operation times and failure of the elements, in this method Artificial Neural Networks and Support Vector Machine have been used to reduce computing times, the main disadvantage of the MCS method.
The method of MCS for the calculation of reliability indexes is implemented as part of the evaluation function of a Genetic Algorithm, developed to determine the location of protection equipment (bus disconnectors, fuse disconnectors and automatic reclosers), with the objective of improving the reliability indexes and optimize investments, optimizing a function of economic benefit.
This methodology has been implemented in a computer program developed in Matlab and was used in the IEEE RBTS Bus 2 system and the 27F feeder of the Quito’s Electric Distribution utility. The results obtained allow us to analyze the different protection schemes and verify the changes that are required when varying the network conditions such as the cost of the energy not supplied, installation costs and types of failures.
Descripción: Se desarrolla una metodología para la aplicación de la Simulación Montecarlo (SMC) en el cálculo de índices de confiabilidad en sistemas eléctricos de distribución de tipo radial, se ha utilizado el enfoque de duración de estados y el método de la transformada inversa para encontrar los tiempos de operación y falla de los elementos, en esta metodología se han utilizado las técnicas de redes neuronales artificiales y máquina de soporte vectorial para reducir los tiempos computaciones de la SMC.
La metodología de SMC es implementada como parte de la función de evaluación de un algoritmo genético, desarrollado para determinar la ubicación de equipos de protección (seccionadores barra, seccionadores fusible y reconectadores automáticos), con el objetivo de mejorar los índices de confiabilidad y optimizar las inversiones, en base a una función de beneficio económico.
Esta metodología ha sido implementada en un programa computacional, aplicándola al sistema IEEE RBTS Bus 2 y el Alimentador 27F de la Empresa Eléctrica Quito. Los resultados obtenidos permiten analizar los distintos esquemas de protección y verificar los cambios que se requieren al variar las condiciones de la red como son el costo de la energía no suministrada, costos de instalación y tipos de fallas.2019-01-16T00:00:00ZProyección espacial de la demanda eléctrica a mediano plazo en empresas de distribución en el Ecuador
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19996
Título: Proyección espacial de la demanda eléctrica a mediano plazo en empresas de distribución en el Ecuador
Autor: Dávila Arias, Ricardo Alejandro
Resumen: It describes the approach of a tool for spatial projection of electrical demand for the short, medium and long term and its implementation in the service area of Ecuadorian electrical distribution companies through the implementation of computer scripts in the RStudio software. The methodology focuses on the determination of electricity demand for coverage levels, from micro-areas to large operating areas, considering the relationship that occurs between to geo-referenced variables consumption, electrical inventory and socioeconomic data with electrical demand. The proposal has the use of a multi-objective optimization algorithm of logistic adjustment in the micro-areas belonging to homogeneous conglomerates, through the weighted special regression. In that method of optimization, he saturated demand obtained by means of the saturation method of land use or with the determination of the load capacity of the environment is used as a superior asymptote for the logistical adjustment, the method is focused on minimizing the incompatibility of historical demand and the imbalance of future demand. Finally, the application of the methodology in the service area of Quito Electric Company is carried out, for the levels of micro-areas, area of coverage of substations and large operating areas. With the use of the results obtained in the present work, the Expansion Plan has been redesigned; in this way resources are directed to the sites where demand growth requires it.
Descripción: Se describe el planteamiento de una metodología de proyección espacial de demanda eléctrica para el corto, mediano y largo plazo y su implementación en el área de servicio de empresas de distribución eléctrica ecuatorianas mediante la implementación de scripts computacionales desarrollados en el software RStudio. La metodología se centra en la determinación de la previsión de demanda eléctrica para varios niveles de cobertura, desde micro-áreas hasta grandes zonas operativas, tomando en consideración la relación que presentan variables geo-referenciadas de consumo, inventario eléctrico y socioeconómicas con la demanda eléctrica. La propuesta hace uso de un algoritmo de optimización multiobjetivo de ajuste logístico en las micro-áreas pertenecientes a conglomerados homogéneos, obtenidos a través de regresión especial ponderada. Dentro del método de optimización, la demanda saturada obtenida mediante el método de saturación de uso del suelo o con la determinación de capacidad de carga del ambiente es utilizada como asíntota superior para el ajuste logístico, el método está enfocado a minimizar la incompatibilidad de la demanda histórica y el desajuste de la demanda futura. Finalmente, se realiza la aplicación de la metodología en el área de servicio de la Empresa Eléctrica Quito S.A., para los niveles de micro-áreas, área de cobertura de subestaciones y grandes zonas operativas. Con la utilización de los resultados obtenidos en el presente trabajo los encargados de la planificación de la Empresa Eléctrica Quito han redefinido el Plan de Expansión, de tal manera que los recursos sean direccionados a los sitios donde el crecimiento de demanda lo requiere.2019-02-08T00:00:00ZSelección y ubicación óptima de dispositivos de seccionamiento y protección en alimentadores primarios como una estrategia para el mejoramiento de la confiabilidad de los sistemas eléctricos de distribución
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19908
Título: Selección y ubicación óptima de dispositivos de seccionamiento y protección en alimentadores primarios como una estrategia para el mejoramiento de la confiabilidad de los sistemas eléctricos de distribución
Autor: Morales Pazmiño, Mario Iván
Resumen: This document presents the development of a methodology for the selection and optimal location of switch and protection devices in primary feeders of electrical distribution systems, as part of strategies to improve the reliability of these electrical systems. The methodological proposal includes in a first stage the determination of the aspects related to network characteristics, failure parameters, operational requirements and regulation of the quality of the power service. In a second stage, a reliability model is defined that includes the method of evaluation, selection of indices, goals and improvement strategies with the use of different types of switch and protection devices and their allocation schemes. As a third stage, the assignment of these devices is structured in a problem of mathematical optimization of combinatorial type, the modeling and coding of the system, the evaluation function and the restrictions for the selection of feasible candidates. The coding and implementation of the methodology as a fourth stage is carried out by means of a computer program of academic type developed in the Python language. Finally, as a fifth stage, the validation of the methodology is developed applying an IEEE test network, for which values of indexed publications are used both for the reliability input parameters and for the comparison of the results obtained
Descripción: El presente trabajo trata sobre el desarrollo de una metodología para la selección y ubicación óptima de dispositivos de seccionamiento y protección en alimentadores primarios de los sistemas eléctricos de distribución, como parte de estrategias de mejoramiento de la confiabilidad de estos sistemas eléctricos. La propuesta metodológica comprende en una primera etapa la determinación de los aspectos relacionados con características de la red, parámetros de fallas, requerimientos operativos y reglamentación de la calidad del servicio vinculada; en una segunda etapa se define un modelo de confiabilidad que comprende el método de evaluación, selección de índices, metas y estrategias de mejoramiento a través del empleo de diferentes tipos de dispositivos de maniobra y protección y esquemas para su asignación. Como una tercera etapa se estructura la asignación de estos dispositivos en un problema de optimización matemática de tipo combinatorial, el modelamiento y codificación del sistema, la función de evaluación y las restricciones para la selección de candidatos factibles. La codificación e implementación de la metodología como una cuarta etapa se lleva a cabo mediante un programa computacional de tipo académico desarrollado en lenguaje .py entorno Python. Finalmente como una quinta etapa se lleva adelante la validación de la metodología aplicándola a una red de prueba IEEE, para lo cual se emplean valores de publicaciones indexadas tanto para los parámetros de entrada de confiabilidad como para la comparación de los resultados obtenidos, así como también se aplica a una red de un alimentador real con el propósito de comprobar tanto su funcionalidad como los beneficios de la misma.2018-12-14T00:00:00ZEstimación de Estado y Ubicación Óptima de Medidores de Voltaje y Corriente en Redes Eléctricas de Distribución Desbalanceadas
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19840
Título: Estimación de Estado y Ubicación Óptima de Medidores de Voltaje y Corriente en Redes Eléctricas de Distribución Desbalanceadas
Autor: Ortiz Lopez, Antonio de Jesús
Resumen: Several works have been developed for the optimal location of meters, however, none of them is applied to a real network and, the objective function considered is focused on guaranteeing the observability of the network and reduction of investment costs. In the distribution networks, as a real-time measurement, only the meter installed at the output of the substation is available, these measurements are used to distribute the active and reactive powers in the loads of the network through the load distribution algorithm. This resulting network is used for the development of electrical studies such as load flow, reliability, etc. To cope with this data deficit, a methodology for the optimal location of meters at the medium voltage level in unbalanced power distribution networks, both test and real, is developed in this titling work. For this, the heuristic algorithm of MVMO optimization is used, considering as an objective function to minimize the trace of the covariance matrix of the estimation errors of the state variables of the weighted least squares estimator. The algorithm of optimization and estimator of state, are developed in Python programming language and implemented in the programming module of the analysis software of electrical networks CYMDIST, since, through the "cympy" package, all the features can be accessed electrical and geometric data of the electricity network database modeled in CYMDIST. Finally, this methodology is applied to the test system of the IEEE 37 nodes and two real feeders belonging to Empresa Eléctrica Ambato SA, comparing the results of the load distribution, considering only 1 meter installed at the head of the distribution network and several meters located optimally in the network.
Descripción: Diversos trabajos se han desarrollado para la ubicación óptima de medidores, sin embargo, ninguno de ellos es aplicado a una red real y, la función objetivo considerada está enfocada a garantizar la observabilidad de la red y reducción de costos de inversión. En las redes de distribución, como medición en tiempo real se tiene únicamente el medidor instalado a la salida de la subestación, estas mediciones se utilizan para distribuir las potencias activa y reactiva en las cargas de la red mediante el algoritmo de distribución de carga. Esta red resultante, es utilizada para el desarrollo de estudios eléctricos como flujo de carga, confiabilidad, etc. Para sobrellevar este déficit de datos, en este trabajo de titulación se desarrolla una metodología para la ubicación óptima de medidores a nivel de medio voltaje en redes eléctricas de distribución desbalanceadas, tanto de prueba como reales. Para lo cual, se utiliza el algoritmo metaheurístico de optimización MVMO considerando como función objetivo a minimizar la traza de la matriz de covarianzas de los errores de estimación de las variables de estado del estimador de mínimos cuadrados ponderados. El algoritmo de optimización y estimador de estado, son desarrollados en lenguaje de programación Python he implementados en el módulo de programación del software de análisis de redes eléctricas CYMDIST, puesto que, a través del paquete “cympy”, se puede acceder a todas las características eléctricas y geométricas de la base de datos de la red eléctrica modelada en CYMDIST. Finalmente, esta metodología se aplica al sistema de pruebas de la IEEE 37 nodos y a dos alimentadores reales pertenecientes a la Empresa Eléctrica Ambato S.A., comparando resultados de la distribución de carga al considerar únicamente 1 medidor instalado en cabecera de la red de distribución y varios medidores ubicados óptimamente en dicha red.2018-11-12T00:00:00ZEstimador de estado robusto de sistemas eléctricos de potencia en Matlab
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19565
Título: Estimador de estado robusto de sistemas eléctricos de potencia en Matlab
Autor: Narváez Portillo, Andrés Fernando
Descripción: Esta tesis describe los procesos de selección, diseño e implementación de un estimador de estado robusto y su aplicación a un sistema eléctrico de potencia real. El estimador de estado convencional, basado en mínimos cuadrados ponderados WLS, presenta serias Limitaciones cuando existen mediciones erróneas con el carácter de puntos de apalancamiento desfavorables y cuando está sujeto al efecto de enmascaramiento de mediciones erróneas múltiples. Por el contrario, los estimadores de estado robustos tienen la capacidad de permanecer invariantes en presencia de errores gruesos y puntos de apalancamiento desfavorables. Se comparan varios métodos de estimación de estado robusta y se selecciona el método con las mejores características. El estimador de estado robusto seleccionado es el tipo M Generalizado Schweppe - Huber SHGM, el cual está basado en la estadística de la mediana. Para la implementación de esta aplicación se utilizó Matlab por su versatilidad en las operaciones con vectores y matrices. Se describe el desarrollo de una interfaz con un SCADA/EMS. Esta aplicación permite acceder a la información de la base de datos de tiempo real, que sirve de entrada para el estimador de estado robusto. Finalmente, se presentan las particularidades de la aplicación del estimador de estado robusto sobre el Sistema Nacional Interconectado Ecuatoriano, se analizan varios casos y se comparan sus resultados con el estimador de estado convencional, los cuales confirman la superioridad del estimador de estado robusto.2009-01-01T00:00:00ZMitigación de corrientes de arco secundario en re-cierres monofásicos de líneas simple y doble circuito en Extra Alto Voltaje con aplicación en la interconexión Ecuador – Perú 500 kV
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19484
Título: Mitigación de corrientes de arco secundario en re-cierres monofásicos de líneas simple y doble circuito en Extra Alto Voltaje con aplicación en la interconexión Ecuador – Perú 500 kV
Autor: Saavedra Tamay, Jhery Javier
Resumen: Mitigation of secondary arc current, is one of the parameters of great incidence to obtaining a successful monopolar recloser operation in single and double EHV lines, which at the end reduce the outage time of the transmission systems. This research explores the main technologies and the methodology to mitigate the secondary arc current. As part of the research, the mathematical formulation to characterize the capacitive couplings and their neutralization through parallel inductive compensation and reactors (inductors) in the neutral of banks of three-phase inductors is presented. The future interconnection double circuit Ecuador - Peru 500 kV has been selected as application example. For this case study, the methodology will be applied in different critical scenarios with different alternatives of inductive compensation. The comparison of both, the results of the mathematical formulation developed in Matlab and the results of the transient simulation in ATP will be also made. This study will be complemented with an analysis of sensitivities in the ATP software, a transient stability analysis in the Power Factory software and finally an analysis on the incidence of the inductive compensation, in electrical protections, mainly in the differential protection.
Descripción: La mitigación de corriente de arco secundario, es uno de los parámetros de gran incidencia en la obtención de re-cierres monopolares exitosos en líneas de simple y doble circuito de EAV, lo cual reduce el tiempo de indisponibilidad de sistemas de transmisión. Esta investigación explora las principales tecnologías aplicables y se selecciona la metodología adecuada para mitigar la corriente de arco secundario en el caso de una falla monofásica. Como parte de la investigación, se presenta la formulación matemática para caracterizar los acoplamientos capacitivos y su neutralización mediante compensación inductiva paralela y reactores (inductores) en el neutro de bancos de inductores trifásicos. Se selecciona la futura interconexión Ecuador - Perú 500 kV como ejemplo de aplicación. Para este caso de estudio se aplica la metodología para diferentes escenarios considerados críticos y diferentes alternativas de compensación inductiva, y se utiliza tanto los resultados de la formulación matemática desarrollada en Matlab, como los resultados de la simulación transitoria en ATP para la respectiva contrastación. Se complementa este estudio con análisis de sensibilidades en el software ATP, estabilidad transitoria en el software Power Factory y finalmente se verifica la incidencia de la compensación inductiva en las protecciones eléctricas, fundamentalmente en la protección diferencial.2018-06-19T00:00:00ZPlanificación de redes eléctricas de distribución en zonas urbanas consolidadas considerando criterios de confiabilidad.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19398
Título: Planificación de redes eléctricas de distribución en zonas urbanas consolidadas considerando criterios de confiabilidad.
Autor: Solís Intriago, Carlos Alberto
Resumen: An underground electrical distribution networks planning methodology in consolidated urban areas is described and it implemented through a computer program of academic type developed in m. language of Matlab®. Methodology focuses on determining the optimal economic cost for the location of the MV/LV transformation centers and the open loop configuration of the medium voltage network that feeds them, based on reliability criteria and using the information which resides in the geographic information system database (GIS) of the Ecuadorian electrical distribution utilities as input parameters. The proposal contemplates use of several metaheuristic algorithms, optimization with graph theory and clustering. The optimization process takes into account compliance with limits for voltage drops in low voltage circuits, improvement of service reliability indexes and the sizing of MV/LV transformers based on the REA method. Finally, the proposed methodology is applied in two consolidated urban areas Ambato city that are currently supplied, one through an aerial network and the other through an underground network. By means of the present work, the underground electrical distribution network planning of the cities urban areas is synthesized.
Descripción: Se describe el planteamiento de una metodología de planificación de redes eléctricas de distribución subterráneas en zonas urbanas consolidadas y su implementación mediante un programa computacional de tipo académico desarrollado en lenguaje m. de Matlab®. La metodología se centra en la determinación del costo económico óptimo para la ubicación de los centros de transformación MV/BV y la configuración open loop de la red de media tensión que los alimenta, basados en criterios de confiabilidad y empleando como parámetros de entrada la información que reside en la base de datos del sistema de información geográfica (SIG) de las empresas de distribución eléctrica ecuatorianas. La propuesta contempla el uso de varios algoritmos metaheurísticos, de optimización con teoría de grafos y de clustering. El proceso de optimización toma en cuenta el cumplimiento de límites para caídas de voltaje en circuitos de baja tensión, mejora de índices de confiabilidad del servicio y el dimensionamiento de los transformadores MV/BV en base al método de la REA. Finalmente, se realiza la aplicación de la metodología propuesta en dos zonas urbanas consolidadas de la ciudad de Ambato que actualmente son abastecidas, una mediante una red aérea y la otra mediante una red subterránea. Mediante el presente trabajo se sintetiza el proceso de planificación de los sistemas de distribución subterránea de las áreas urbanas de las ciudades.2018-05-09T00:00:00ZOptimización de la instalación de generación eléctrica distribuida con los aprovechamientos de energía potencial de los sistemas de agua de la Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento de Quito
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19032
Título: Optimización de la instalación de generación eléctrica distribuida con los aprovechamientos de energía potencial de los sistemas de agua de la Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento de Quito
Autor: Otero Valladares, Patricia Elizabeth
Resumen: This thesis presents a methodology to optimize the installation of the distributed generation hydroelectric projects, from the perspective of the investor, who having overcome the technical feasibility stages, counts with a portfolio of projects to finance. This is the case of the Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento (EPMAPS), which has a portfolio of technically feasible mini and micro hydroelectric projects and expects to justify the investment by addressing the recovery of the energy spent in the processes of drinking water and sanitation, with the production of hydroelectricity for its own consumption. The projects energy production information and the loads consumption behavior are analyzed, to propose an objective function that codifies this behavior. Given the characteristics of the objective function, to solve it, a genetic algorithm is selected, which is programmed in Matlab. The solution is a set of projects whose energy production could replace the consumption from the electricity grid, this solution is presented in Excel to be analyzed from a financial perspective, and present a global vision to enable decision making regarding the projects installation or not.
Descripción: Esta tesis presenta una metodología para optimizar la instalación de proyectos hidroeléctricos de generación distribuida, desde la perspectiva del inversionista, quien, habiendo superado las etapas de factibilidad técnica, cuenta con un portafolio de proyectos para financiar. Este es el caso de la Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento (EPMAPS), que cuenta con un portafolio de mini y micro proyectos hidroeléctricos y espera justificar la inversión abordando el tema de recuperación de la energía gastada en los procesos de agua potable y saneamiento, con la producción de hidroelectricidad para su propio consumo.
Se analiza la información de producción de energía de los proyectos y del comportamiento de consumo en las cargas, para plantear una función objetivo que codifica estos escenarios. Dadas las características de la función objetivo se selecciona un algoritmo genético para su resolución, el mismo que se programa en Matlab. La solución, es un conjunto de proyectos cuya producción de energía podría reemplazar el consumo de la red eléctrica, esta solución se presente en Excel para ser analizada desde una perspectiva financiera, con lo que se tiene visión global para habilitar la toma de decisiones con respecto a la instalación de los proyectos.2017-12-15T00:00:00ZAnálisis de la necesidad de inductancias limitadoras de transitorios en bancos de capacitores a 230 kV del Sistema Nacional de Transmisión del Ecuador
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/18926
Título: Análisis de la necesidad de inductancias limitadoras de transitorios en bancos de capacitores a 230 kV del Sistema Nacional de Transmisión del Ecuador
Autor: Dután Amay, Luis Manuel
Resumen: This thesis presents a new methodology to determine the need and real assessment of the transient limiting inductor connected in series with capacitor banks. Previously, the evaluation of this inductance was aimed at protecting the circuit breaker from the capacitive discharge current and the variables to be controlled were the magnitude and frequency of oscillation of this current and the limits to be met were those presented in Table 9 of IEC 62271-100. Based on the technical report PES-TR16, the new methodology establishes that for circuit breakers in SF6 the product Ixf is no longer applicable and a TLI is necessary when the capacitive transient current of energization or discharge affects the maximum current capacity of the circuit breaker and to the secondary voltage of the current transformer; In addition, the idea of the PES-TR16 applied to capacitor banks manufactured under the IEC standard also affects the capacitive unit. In this thesis it is shown that the TLI valuation depends on the affectation to the secondary voltage of the TC and to the capacitive unit of capacitor banks to be installed in substations at 230 kV of the National Transmission System of Ecuador.
Descripción: En este documento se presenta una nueva metodología para determinar la necesidad y valoración real de la inductancia limitadora de transitorios conectada en serie con bancos de capacitores. Anteriormente, la valoración de esta inductancia estaba orientada a proteger al interruptor de la corriente transitoria capacitiva de descarga y las variables a ser controladas eran la magnitud y la frecuencia de oscilación de esta corriente y los límites a ser cumplidos eran los presentados en la Tabla 9 de IEC 62271-100. Basados en el reporte técnico PES-TR16, la nueva metodología establece que para interruptores en SF6 el producto Ixf ya no es aplicable y una TLI resulta necesaria cuando la corriente transitoria capacitiva de energización o de descarga afecta a la capacidad de corriente máxima del interruptor y al voltaje secundario del transformador de corriente; además, la idea del PES-TR16 aplicada a bancos de capacitores fabricados bajo norma IEC también provoca afectación a la unidad capacitiva. En este trabajo se muestra que la valoración de la TLI depende de la afectación al voltaje del secundario del TC y a la unidad capacitiva de bancos de capacitores a ser instalados en subestaciones a 230 kV del Sistema Nacional de Transmisión del Ecuador.2017-11-16T00:00:00ZEstudio técnico para la determinación de la ubicación óptima de unidades de medición fasorial (PMU) en el Sistema Nacional Interconectado S.N.I. basado en criterios de observabilidad ante contingencias
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16480
Título: Estudio técnico para la determinación de la ubicación óptima de unidades de medición fasorial (PMU) en el Sistema Nacional Interconectado S.N.I. basado en criterios de observabilidad ante contingencias
Autor: Armas Vargas, Luis Eduardo
Resumen: Phasor measurement units PMU are measuring devices that estimate Synchrophasor of sinusoidal waves of current and voltage in electrical power systems. In the first chapter of this project, describes the characteristics of phasor measurement units, including its structure and applications. In the next chapter different methodologies that allow the location of PMUs are analized and is selected an algorithm to maintain an adequate level of visibility in a SEP. Then is deepened on voltage stability in power systems and different methods with their respective algorithms are described. Using the Reactive Support Index contingency ranking is determined by the National Interconnected System S.N.I. Finally is applied a methodology location of PMUs that minimizes the number and keep the observability of S.N.I in the failures more gravity determined based on the RSI algorithm.
Descripción: Las unidades de medición fasorial PMU son dispositivos de medición que permiten estimar sincrofasores de las ondas sinusoidales de corriente y voltaje en los sistemas eléctricos de potencia SEP. En el primer capítulo de este proyecto, se describen las características de las unidades de medición fasorial, incluyendo su estructura y aplicaciones. En el siguiente capítulo se analizan varias metodologías que permiten la ubicación de PMUs y se selecciona un algoritmo que permite mantener un nivel adecuado de visibilidad en un SEP. A continuación se profundiza sobre la estabilidad de voltaje en sistemas de potencia y se describen diferentes métodos con sus respectivos algoritmos. Haciendo uso del Índice de Soporte de Potencia Reactiva RSI se determina un ranking de contingencias en el Sistema Nacional Interconectado S.N.I. Finalmente se aplica una metodología de ubicación de PMUs que minimice su número y mantenga la observabilidad del S.N.I. en las fallas mayor gravedad, determinadas en base al índice RSI.2016-06-22T00:00:00ZAnálisis de la seguridad dinámica del S.N.I. ante inestabilidad transitoria basado en modelos híbridos
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16004
Título: Análisis de la seguridad dinámica del S.N.I. ante inestabilidad transitoria basado en modelos híbridos
Autor: Salazar Coba, Paúl Rigoberto
Resumen: This master's thesis presents a computational tool based on the methodology SIME (Single Machine Equivalent), which evaluates problems in power systems transient stability of real power. With this tool stability margins that can guide the definition of preventive control actions to enhance dynamic security of the power system are obtained. The software is developed using the programming language PowerFactory - DIgSILENT Programming Language (DPL) and focuses its analysis on the behavior of the power system in post-failure condition in terms of equivalent OMIB (One Machine Infinite Bus). The tool allows analyzing the evolution of electrical quantities such as angles, rotor speeds, mechanical and electrical power; and applying the criterion of equal areas - EAC (Equal Area Criterion) margins transient stability of the power system are calculated. The results of the application of the methodology in the national grid Ecuador SNI allow verifying the benefits of the method to calculate stability margins and the identification of critical machines on which it is possible to propose preventive control actions with the power system to a new equilibrium.
Descripción: Esta Tesis de Maestría presenta una herramienta computacional, basada en la Metodología SIME (Single Machine Equivalent), la cual permite evaluar problemas de estabilidad transitoria en sistemas eléctricos de potencia reales. Mediante esta herramienta se obtienen márgenes de estabilidad que pueden orientar la definición de acciones de control preventivo para mejorar la seguridad dinámica del sistema de potencia. El software es desarrollado utilizando el lenguaje de programación de PowerFactory – DIgSILENT Programming Language (DPL) y enfoca su análisis en el comportamiento del sistema de potencia en condición post-falla en términos del equivalente OMIB (One Machine Infinite Bus). La herramienta permite analizar la evolución de magnitudes eléctricas como ángulos, velocidades de rotores, potencias mecánicas y eléctricas; y aplicando el criterio de igualdad de áreas – EAC (Equal Area Criterio) se calculan márgenes de estabilidad transitoria del sistema de potencia. Los resultados obtenidos de la aplicación de la metodología en el sistema nacional interconectado S.N.I ecuatoriano, permiten verificar las bondades del método en el cálculo de márgenes de estabilidad y en la identificación de máquinas críticas sobre las cuales es posible plantear acciones de control preventivo que lleven al sistema de potencia a un nuevo punto de equilibrio.2016-06-09T00:00:00ZEstimación de Estado Generalizada (GSE) con aplicación al Sistema Nacional Interconectado del Ecuador
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/11774
Título: Estimación de Estado Generalizada (GSE) con aplicación al Sistema Nacional Interconectado del Ecuador
Autor: Rivera Gárate, Gabriel Patricio
Resumen: One of the main foundations of conventional estimation algorithm (SE) is to assume that the network topology information is error free, which often is not true, causing serious distortions in the results. Numerous algorithms that attempt to solve this problem by including the network topology within the state estimation process have been proposed. These algorithms have been grouped into what is called Generalized State Estimation (GSE). In this paper, based on a proposed methodology, several GSE algorithms were compared and three of them were selected and implemented in MATLAB. The algorithm that presented the best features called State and Topology Coestimation (CNET by Spanish acronyms) was selected and applied to the National Electrical System of Ecuador (SNI by Spanish acronyms). CNET algorithm uses information of SNI by means an interface called GSE-EMS to get the detailed model of the power system (bus section-breaker model). Finally, CNET and SE algorithms were compared and the conditions under CNET algorithm is more reliable that SE algorithm were determined. Index Terms-- State Estimation, Generalized State Estimator, State and Topology Coestimation, Energy Management System, Power Systems.
Descripción: Uno de los fundamentos en los que se basa el algoritmo de estimación de estado convencional (State Estimator SE por sus siglas en inglés), es asumir que la información de topología de la red está libre de errores, lo cual frecuentemente no se cumple, causando serias distorsiones en sus resultados. Varios algoritmos que intentan solucionar este inconveniente, al incluir a la topología dentro del proceso de estimación de estado han sido propuestos. Estos algoritmos han sido agrupados en lo que se denomina Estimación de Estado Generalizada (Generalized State Estimation GSE por sus siglas en inglés). En este documento, en base a una metodología propuesta, se compararon varios algoritmos de GSE y se seleccionaron tres de ellos que fueron implementados en MATLAB. El método que presentó las mejores características denominado Algoritmo de Coestimación No Lineal de Estado y Topología CNET fue seleccionado y aplicado al Sistema Nacional Interconectado S.N.I. del Ecuador. Para incluir la información del S.N.I. en el algoritmo de CNET, se utilizó una interface denominada GSE-EMS que obtiene el modelo detallado del sistema de potencia (modelo barra seccionada-interruptor). Los algoritmos de CNET y SE del EMS fueron comparados y se determinaron las condiciones en las cuales el algoritmo de CNET presenta resultados más confiables que el algoritmo de SE.2015-05-06T00:00:00ZEstimación Paramétrica de Sistemas Eléctricos de Potencia para Modelos de Tiempo Real y Fuera de Línea
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/11773
Título: Estimación Paramétrica de Sistemas Eléctricos de Potencia para Modelos de Tiempo Real y Fuera de Línea
Autor: Farinango Cisneros, María de Lourdes
Resumen: The algorithms of conventional state estimation based on the assumption that the parameters of the lines (resistance, reactance, power transformers, etc.) and the state of the switches do not have errors, which is not always the case. Errors in the impedances of the branches are less visible errors in the states of the switches and be errors in the data provided by the estimator continuously and for long periods of time without such mistakes are discovered. Errors in the parameters can impact on the estimation of similar or higher than that of undetected errors in measurement state. In this document a program to identify error parameters based on an algorithm that uses Lagrange multipliers develops. This algorithm is applied to case studies in different conditions of demand obtained from real-time systems EMS and offline PowerFactory of DIgSILENT. After identifying the network equipment that is malformed parameters, calculation alternatives arise correction parameter measurements using phasor measurement equipment PMUs. Additionally, methods of modeling three-winding transformers with tap and LTC are presented. Index Terms-- State Estimation, Parametric Estimation, PMU, Lagrange Multipliers, Modeling Transformers.
Descripción: Los algoritmos de estimación de estado convencionales se basan en la suposición de que los parámetros de las líneas (resistencia, reactancia, tomas de los transformadores, etc.) y el estado de los interruptores no tienen errores, lo cual no siempre es así. Los errores en las impedancias de las ramas son menos visibles que los errores en los estados de los interruptores y pueden producir errores en los datos proporcionados por el estimador continuamente y durante grandes periodos de tiempo sin que dichos errores se detecten. Los errores en los parámetros pueden producir un impacto sobre la estimación de estado similar o superior al de los errores no detectados en las mediciones. En este documento se desarrolla un programa de identificación de errores en parámetros basado en un algoritmo que utiliza Multiplicadores de Lagrange. Se aplica este algoritmo a casos de estudio en diferentes condiciones de demanda obtenidos de los sistemas de tiempo real EMS y fuera de línea PowerFactory de DIgSILENT. Una vez identificado el equipo de red que presenta errores de parámetros, se plantean alternativas de cálculo para la corrección de parámetros, utilizando mediciones de equipos de medición fasorial PMUs. Adicionalmente, se presentan procedimientos de modelación de transformadores de tres devanados con tap y LTC.2015-05-12T00:00:00ZFuerzas electromecánicas en devanados de transformadores de potencia debidas a fallas en el sistema eléctrico
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/8048
Título: Fuerzas electromecánicas en devanados de transformadores de potencia debidas a fallas en el sistema eléctrico
Autor: Valencia Arcos, Fausto Ramiro
Resumen: Se desarrolla un modelo para determinar el comportamiento del campo magnético y de las fuerzas electromecánicas que se producen en la estructura interna del transformador de potencia durante fallas en el sistema asociado. El modelo se basa en el método de elementos finitos, ya que éste tiene la capacidad de resolver ecuaciones en derivadas parciales tales como las que se utilizan para calcular la inducción magnética en el núcleo y devanados del transformador. El programa se aplica a diferentes diseños y configuraciones del núcleo, y se comparan los resultados principalmente en relación con el campo magnético y las fuerzas electromecánicas. Finalmente, se expone un proceso de diseño básico aplicado a un transformador del Sistema Nacional de Transmisión; con el modelo desarrollado, se establece si es conveniente un diseño determinado para soportar las fuerzas electromecánicas que podrían presentarse en el equipo.
Descripción: 141 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 50702013-01-01T00:00:00Z