D - Ingeniería Eléctricahttps://repositorio.escuelaing.edu.co/handle/001/5952024-03-28T11:09:45Z2024-03-28T11:09:45ZEfectos de la integración de generación distribuida en la estabilidad de tensión del sistema de potencia de la Electrificadora del MetaRojas Madero, Wilson Yessidhttps://repositorio.escuelaing.edu.co/handle/001/27202024-03-04T21:11:35Z2023-01-01T00:00:00ZEfectos de la integración de generación distribuida en la estabilidad de tensión del sistema de potencia de la Electrificadora del Meta
Rojas Madero, Wilson Yessid
Este artículo tiene como finalidad modelar un sistema de potencia real, analizar eventos ocurridos durante la entrada de generación distribuida y realizar un estudio de estabilidad de tensión en estado estacionario del sistema de potencia de la Electrificadora del Meta (EMSA) utilizando el programa Digsilent PowerFactory. El sistema de potencia a modelar se compone de nueve subestaciones en nivel cuatro a 115 kV en configuración radial, con una demanda aproximada de 210 MWh/día, donde la generación a base de inversores ha aumentado con el objetivo de solventar la demanda del departamento del Meta durante algunas franjas horarias, con proyectos de generación fotovoltaica aprobados por la Unidad de Planeación Minero-Energética (UPME). Inicialmente, para modelar y analizar el sistema a evaluar se tomaron datos disponibles en las herramientas PARATEC y HEROPE desde la página de XM (administradores del mercado eléctrico) y datos internos de la electrificadora tanto para equipos, como para eventos registrados de variación de tensión desde la entrada de la generación no convencional, finalmente, se realiza el estudio de estabilidad utilizando las curvas PV y QV que limitan la demanda en el sistema de potencia, como resultados principales se obtienen límites bajos en generación de potencia reactiva para mantener el sistema estable en tensión en la subestación Gaitán (cola de circuito), sobrecarga en el transformador de potencia en el punto de conexión de la generación no convencional y variación de tensión considerable en la segunda hora pico de demanda. Como conclusión principal se establece que el factor más importante en la implementación de generación fotovoltaica a gran escala es la regulación de voltaje por parte del generador, por tanto, la coordinación entre el generador y el Operador de Red (OR) al ejecutar maniobras para mitigar los efectos en la tensión debido a la generación con fuentes no convencionales debe estar definida en un manual de operación aprobado por las partes, para coordinar la inyección o consumo de potencia reactiva, teniendo
en cuenta la curva de capacidad y minimizando la variación de tensión que sufren los clientes en el nodo de conexión; adicionalmente, la bahía de generación que realiza la regulación de tensión, debe estar en el nivel de tensión más alto de acuerdo a su configuración. Así mismo, se deben tener en cuenta algunos aspectos técnicos, como la inversión de flujos de carga, las protecciones en relés de interruptores, la capacidad de las líneas de transmisión y transformadores de potencia en el nodo de conexión. Por otro lado, se establece cómo la estabilidad de tensión en un sistema de potencia depende principalmente de las características que lo configuran como su matriz de generación energética, robustez del sistema, tipos de demanda industrial, comercial y domiciliaria, en conclusión, el análisis de estabilidad de tensión en el sistema de potencia EMSA, nos muestra cómo al aumentar la matriz energética con fuentes no convencionales aumenta el margen de potencia activa y reactiva que pueden transferir antes de entrar en inestabilidad de tensión.; The purpose of this article is to model a real power system, analyze events that occurred during the entry of distributed generation and carry out a steady-state voltage stability study of the power system of the Electrificadora del Meta (EMSA) using the Digsilent PowerFactory program. The power system to be modeled is made up of nine substations at level four at 115 kV in radial configuration, with an approximate demand of 210 MWh/day, where generation based on inverters has increased with the objective of meeting the demand of the department of the Goal during some time slots, with photovoltaic generation projects approved by the Mining-Energy Planning Unit (UPME). Initially, to model and analyze the system to be evaluated, data available in the PARATEC and HEROPE tools were taken from the the entry of non-conventional generation, finally, the stability study is carried out using the PV and QV curves that limit the demand in the power system, as main results low limits are obtained in reactive power generation to keep the system stable in voltage in the Gaitán substation (circuit tail), overload in the power transformer at the connection point of the non-conventional generation and considerable voltage variation in the second peak demand hour. As a main conclusion, it is established that the most important factor in the implementation of large-scale photovoltaic generation is the voltage regulation by the generator, therefore, the coordination between the generator and the Grid Operator (OR) when executing maneuvers to mitigate The effects on voltage due to generation with non-conventional sources must be defined in an operation manual approved by the parties, to coordinate the injection or consumption of reactive power, taking into account
taking into account the capacity curve and minimizing the voltage variation suffered by customers at the connection node; Additionally, the generation bay that performs voltage regulation must be at the highest voltage level according to its configuration. Likewise, some technical aspects must be taken into account, such as the reversal of load flows, the protections in switch relays, the capacity of the transmission lines and power transformers at the connection node. On the other hand, it is established how the voltage stability in a power system depends mainly on the characteristics that configure it such as its energy generation matrix, system robustness, types of industrial, commercial and domestic demand, in conclusion, the analysis of voltage stability in the EMSA power system, shows us how by increasing the energy matrix with non-conventional sources, the margin of active and reactive power that can be transferred increases before entering into voltage instability.
2023-01-01T00:00:00ZGuía metodológica de diseño de estaciones solares para plantas potabilizadoras de aguaVega Ospina, Diana Carolinahttps://repositorio.escuelaing.edu.co/handle/001/27132024-03-04T21:21:30Z2023-01-01T00:00:00ZGuía metodológica de diseño de estaciones solares para plantas potabilizadoras de agua
Vega Ospina, Diana Carolina
El aprovechamiento del recurso solar y la escasez del recurso hídrico potable son dos temas de
la ingeniería que se relacionan, debido a que son de gran importancia en el mundo actual en el
cual es posible aprovechar el recurso solar por medio de paneles solares, tecnolog´ıa que ha sido
desarrollada ampliamente, de tal manera que ahora incluso existen grandes parques solares
que abastecen de energ´ıa a peque˜nas poblaciones. En cuanto a la escasez de agua potable, es
el gran reto que todos los gobiernos del mundo afrontan para la población mundial brindando
la posibilidad del mejoramiento en la calidad de vida de los habitantes.
El objetivo general de este proyecto fue el desarrollo de una herramienta que permita el cálculo
eléctrico de una estación solar para una planta potabilizadora de agua, evaluando el lugar
de instalación, las cargas a instalar (motores de electro-circuladores, dosificadoras, equipo
de desinfección n de sal, etc.), los paneles, las bater´ıas y los inversores estimados. Mediante el
desarrollo del proyecto se nombran las bases técnicas de las plantas de tratamiento de agua
y de las estaciones fotovoltaicas, describiendo la metodología que se requiere para el dise˜no
de la estación solar, tomando medidas de consumo energético en terreno de dos plantas de
tratamiento de agua existentes instaladas en Bogotá y energizadas con la red eléctrica urbana,
realizando el correspondiente tratamiento de datos, el cual consiste en depurar, organizar,
realizar las correspondientes gráficas de bigotes y finalmente analizar el comportamiento
de los datos obtenidos para cada punto de medida. Luego de esto se procede a aplicar la
metodolog´ıa para el dise˜no de las estaciones solares para la plantas potabilizadoras de agua
instaladas en zonas no interconectadas.
De acuerdo con los cálculos y simulaciones realizadas, se evidencia que los principales factores
que alteran el dise˜no de las estaciones solares para las plantas potabilizadoras de agua son:
la ubicación geográfica, el tipo de agua a tratar, el área que requieren para su instalación
y los equipos a instalar de la planta y de la estación. Debido a la cantidad de motores
que se instalar´an, se sugiere mejorar el factor de potencia acercando este valor a la unidad,
mediante el cálculo de un banco de condensadores o de un control ex´ogeno, que permita un
mejor funcionamiento de los inversores y el aprovechamiento de la instalación.; The use of solar resources and the scarcity of potable water resources are two issues of concern.
engineering that are related, because they are of great importance in today's world in which
which is possible to take advantage of the solar resource through solar panels, a technology that has been
developed widely, in such a way that now there are even large solar parks
that supply energy to small towns. Regarding the scarcity of drinking water, it is
the great challenge that all governments in the world face for the world population by providing
the possibility of improving the quality of life of the inhabitants.
The general objective of this project was the development of a tool that allows the calculation
electricity from a solar station for a water purification plant, evaluating the site
installation, the loads to be installed (electro-circulator motors, dosing machines, equipment
disinfection n salt, etc.), the estimated panels, batteries and inverters. Through the
development of the project the technical bases of the water treatment plants are named
and photovoltaic stations, describing the methodology required for the design
of the solar station, taking measurements of energy consumption on the land of two plants of
existing water treatment installed in Bogotá and energized with the urban electrical network,
carrying out the corresponding data processing, which consists of purifying, organizing,
make the corresponding whisker graphs and finally analyze the behavior
of the data obtained for each measurement point. After this, we proceed to apply the
methodology for the design of solar stations for water purification plants
installed in non-interconnected areas.
According to the calculations and simulations carried out, it is evident that the main factors
that alter the design of solar stations for water purification plants are:
the geographical location, the type of water to be treated, the area required for installation
and the equipment to be installed at the plant and station. Due to the number of engines
that will be installed, it is suggested to improve the power factor by bringing this value closer to unity, through the calculation of a bank of capacitors or an exogenous control, which allows a
better functioning of the inverters and the use of the installation.
2023-01-01T00:00:00ZDiseño de una red de gestión con base en el estándar IEC 61850 del sistema de control y protección de una micro-red eléctricaRodriguez Osorio, Sebastian Enriquehttps://repositorio.escuelaing.edu.co/handle/001/25912024-03-04T21:21:44Z2023-01-01T00:00:00ZDiseño de una red de gestión con base en el estándar IEC 61850 del sistema de control y protección de una micro-red eléctrica
Rodriguez Osorio, Sebastian Enrique
El estándar de comunicaciones IEC 61850 es ampliamente usado para la automatización de sistemas de generación y transmisión eléctrica. Este estándar ha tenido un gran impulso en los últimos años dado por la revolución digital, entregando grandes beneficios al sector energético, uno de ellos la reducción de cables de cobre para la transmisión de señales análogas y así dar paso a la transmisión de paquetes de información mediante fibra óptica para la supervisión, control y protección de los sistemas eléctricos.
Es así que, el presente proyecto desarrolla una propuesta de digitalización de una micro-red, diseñada para un conjunto residencial en Bogotá, Colombia con una arquitectura en anillo HSR (high-availability seamless redundancy). Para lo cual se establece en un primer paso un posible sistema de generación óptimo para autoconsumo con herramientas computacionales como Homer-pro 3.14.2, adicionalmente, se realiza la integración eléctrica del sistema propuesto con la red existente en el conjunto mediante simulación con Etap 20.6.0. Finalmente se utiliza la herramienta computacional CISCO packet tracer 7.3.0 para simular la interconexión y operación en control y protecciones de la micro-red eléctrica del conjunto residencial.
En este documento se propone y desarrolla una micro-red digital basada en protocolos abiertos y equipos genéricos para una fácil reproducción. Las conexiones y comunicaciones entre equipos fueron desarrollados con la herramienta computacional CISCO packet tracer para dar al lector la idea del funcionamiento de la red digital en una micro-red.; The IEC 61850 standard implemented widely for generation and electric transmission systems automation, has had an important boost given by the digitization revolution, bringing big benefits to the electrical sector because of the reduction of electric cables used for analog signals stepping aside letting the way to optical fiber and digital systems with redundancy communications for supervision, control, and protection.
Therefore, this project developed a proposal for a digital transformation of a microgrid, designed for an existing building apartment in Bogotá, Colombia with an HSR (high-availability seamless redundancy) network protocol. It establishes an optimal generation system for the buildings using simulation tools such as Homer-pro 3.14.2 and integrates this generation to the existing electric system for complete electrical analysis with Etap 20.6.0, finally, CISCO packet tracer 7.3.0 is used to simulate the micro-grid network for control and protection.
In this document, a digital Microgrid solution is proposed and developed based on open protocols and generic equipment for easy reproduction or implementation. Connection and communication between control, protection, and metering devices were evaluated with CISCO software to give the idea of a common work of a network architecture implemented in a microgrid.
2023-01-01T00:00:00ZUso de la energía solar fotovoltaica en centro piloto para acopio y enfriamiento de 2000 litros de leche diariosBernal Arias, Daniel Mauricio.Barahona Morales, Sebastiánhttps://repositorio.escuelaing.edu.co/handle/001/25892024-03-04T21:23:35Z2023-01-01T00:00:00ZUso de la energía solar fotovoltaica en centro piloto para acopio y enfriamiento de 2000 litros de leche diarios
Bernal Arias, Daniel Mauricio.; Barahona Morales, Sebastián
El presente trabajo dirigido se hace con el fin de brindar un posible esquema de centro de acopio que permita almacenar y refrigerar la leche el cual funcione mediante energía solar por paneles fotovoltaicos. Este centro de acopio tendrá como función principal la recolección y enfriamiento de la leche, el cual tenga presente estándares de calidad en los alimentos procesados y sostenibilidad energética en cuanto a la forma en cómo se abastece el centro de acopio. Este plan se enmarca en un ambiente adecuado, en el que cada vez se le da más importancia al cuidado del medio ambiente, a la responsabilidad social por parte de las empresas y a la salud de los consumidores finales. También se ve beneficiado el productor de leche, pues se disminuirán las pérdidas por la acidificación de esta. La responsabilidad social de este esquema propuesto radica en el beneficio del medio ambiente debido a la utilización de la energía producida por los paneles fotovoltaicos, adaptabilidad ante posibles cortes de energía o imprevistos en la red pública, y adicionalmente en la calidad propicia en los alimentos del esquema de la planta.; The present work is done to provide a possible collection center scheme that enables to store and refrigerate the milk which works by means of solar energy through photovoltaic panels. This collection center will have as its main function the collection and cooling of milk, which considers quality standards in processed foods and energy sustainability in terms of how the collection center is supplied. This plan is part of an appropriate standard, in which care for the environment, social responsibility on the part of companies and the health of final consumers are increasingly being attached. The milk producer also benefits since the losses due to the acidification of this will be reduced. The social responsibility of this proposed scheme lies in the benefit of the environment due to the use of energy produced by photovoltaic panels, adaptability to possible power outages or unforeseen events in the public network, and additionally in the favorable quality of food in the plant scheme.
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