Archive for the ‘Corriente Continua’ Category
Variable-Speed Concept Utilizing Doubly Fed Induction Generator (DFIG):In a variable-speed turbine with DFIG, the converter feeds the rotor winding, while the stator winding is connected directly to the grid. This converter, thus decoupling mechanical and electrical frequencies and making variable-speed operation possible, can vary the electrical rotor frequency. This turbine cannot operate in the full range from zero to the rated speed, but the speed range is quite sufficient. This limited speed range is caused by the fact that a converter that is considerably smaller than the rated power of the machine is used. In principle, one can say that the ratio between the size of the converter and the wind-turbine rating is half of the rotor-speed span. In addition to the fact that the converter is smaller, the losses are also lower. The control possibilities of the reactive power are similar to the full power-converter system. For instance, the Spanish company Gamesa supplies this kind of variable-speed wind turbines to the market. The forced switched power-converter scheme is shown in Figure. The converter includes two three-phase ac–dc converters linked by a dc capacitor battery. This scheme allows, on one hand, a vector control of the active and reactive powers of the machine, and on the other hand, a decrease by a high percentage of the harmonic content injected into the grid by the power converter.
Source:
Juan Manuel Carrasco, Leopoldo García Franquelo, Jan T. Bialasiewicz, Eduardo Galván, Ramón C. Portillo Guisado, Ángeles Martín Prats, José Ignacio León and Narciso Moreno-Alfonso «Power-Electronic Systems for the Grid integration of Renewable Energy Sources: A Survey». IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 53, No. 4, August 2006
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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Sun –> energy provided from photovoltaic energy plant.
Wind –> similar from wind turbine(s)
Batt –> similar from battery bank
ene –> similar injected from electrical network external or utility electric network
In other image in red is the total suministed for this sources and red line is the demand. Other images is cost, evoluction of energy supply from each source and more details. It is made for me (Jorge Mírez) in Matlabb/Simulink and I utilized concept of linear programming. Image is from my destokp laptop.
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A simple block diagram of a hybrid power system is shown in Figure. The sources of electric power in this hybrid system consist of a diesel generator, a battery bank, a PV array, and a wind generator. The diesel generator is the main source of power around the world. The output of the diesel generator is regulated ac voltage, which supplies the load directly through the main distribution transformer. The battery bank, the PV array, and the wind turbine are interlinked through a dc bus. The RTU (Remote Terminal Unit) regulates the flow of power to and from the different units, depending on the load. The integration of a RTU into a hybrid power system is important to enhance the performance of the system. The overall purpose of the RTU is to give knowledgeable personnel the ability to monitor and control the hybrid system from an external control center. Since the hybrid systems of interest in this research are located in remote areas, the ability for external monitoring and control is of utmost importance. The RTU is interfaced with a variety of sensors and control devices located at key locations within the hybrid system. The RTU processes the data from these sensors and transmits it to a control center. In addition, the RTU is also capable of receiving control signals and adjusting parameters within the system without the physical presence of the operating personnel.
Source:
Richard W. Wies, Ron A. Johnson, Ashish N. Agrawal and Tyler J. Chubb «Simulink Model for Economic Analysis and Environmental Impacts of a PV With Diesel-Battery System for Remote Villages» IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 20, No. 2, May 2005
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El block diagram structure of a microgrid is shown in Figure. The main task of the power plant’s power electronic converter is to fit primary energy converter’s output voltage to the microgrid power line voltage, and source operating point control as well as low and high level microgrid’s control. The converter’s structure depends on a type of primary energy converter. A common feature of the converters concerns their output current. It should be permanent and low ripple.
Source:
Piotr Biczel. “Power Electronic Converters in DC Microgrid”. IEEE 5th International Conference – Workshop, Compatibility in Power Electronics, CPE 2007. Poland.
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Many examples there is in this blog about DC microgrids (see last post or search in blog). This blog is for share information of actual tendence in electricity. It is part of my research as doctoral student in physics in National University of Engineering in Lima, Perú; and actually I am writing in english. For last post, the blog have a traductor box option. Near to 1000 post about diferents topic in renewable energy focused in microgrid, smartgrid and its modelling ans simulation witn Matlab/Simulink. I know this software and its very good, practical for science and engineering. In May or June is possible I will expose mi thesys doctoral, previus days or weeks I posted the exact time for all people see in live or via internet. This figure is other DC microgrid scheme with different technologies interconnected at a some bus DC for transfered electric power. Jorge Mírez (please visit and link my fanpage http://www.facebook.com/jorgemirezperu )
Source of Figure:
N. R. Rahmanov, N. M. Tabatabaei, K. Dursun, O. Z. Kerimov. “Combined AC-DC Microgrids: Case Study – Network Development and Simulation” International Journal on Technical and Physical Problems of Engineering. September 2012, Issue 12, Volume 4, Number 3, Pages 157 – 161.
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This a typical scheme of a microgrid AC/DC. It maybe contain many technologies as micro-source, storage, loads and monitoring and control. Un Microgrid Bus linked the different components.
Source:
N. R. Rahmanov, N. M. Tabatabaei, K. Dursun, O. Z. Kerimov. «Combined AC-DC Microgrids: Case Study – Network Development and Simulation» International Journal on Technical and Physical Problems of Engineering. September 2012, Issue 12, Volume 4, Number 3, Pages 157 – 161.
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The figure illustrates the concept of the power management method in the islanded mode. When a DC micro-grid must be separated from the ac grid and switch to the islanded mode, the grid-tied converter released control of the DC grid voltage and one of the converters in the micro-grid must take over that control. Since each converter of DGs is used for optimal control of each source, only the converters of the energy storage elements are free to regulate the DC grid voltage. During the islanded mode, the battery plays a main role in regulating the DC grid voltage and the super-capacitor plays a secondary role in responding to the sudden power requirement as an auxiliary converter.
Source:
Ji-Heon Lee, Hyun-Jun Kim, Byung-Moon Han, Yu-Seok Jeong, Hyo-Sik Yang and Han-Ju Cha “DC Micro-Grid Operational Analysis with a Detailed Simulation Model for Distributed Generation” Journal of Power Electronics, Vol. 11, No. 3, May 2011
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In a microgrid, each energy source is required according to the criterion of costs and production capacity. During the operation time, accumulative energy from each source is represented in the figure. Criteria of linear optimization has been used in this modelling and simulation. This allows determining the nominal capacity and the ability to respond to sudden requests. Made on Matlab of MathWorks Inc.
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Wire size in the United States with diameter less than about 0.5 in. is specified by its American Wire Gage (AWG) number. The AWG numbers are based on wire resistance, which means that larger AWG numbers have higher resistance and hence smaller diameter. Conversely, smaller gage wire has larger diameter and, consequently, lower resistance. Ordinary house wiring is usually No. 12 AWG, which is roughly the diameter of the lead in an ordinary pencil. The largest wire designated with an AWG number is 0000, which is usually written 4/0, with a diameter of 0.460 in. For heavier wire, which is usually stranded (made up of many individual wires bundled together), the size is specified in the United States in thousands of circular mills (kcmil). For example, 1000-kcmil stranded copper wire for utility transmission lines is 1.15 in. in diameter and has a resistance of 0.076 ohms per mile. In countries using the metric system, wire size is simply specified by its diameter in millimeters. In Table gives some
values of wire resistance, in ohms per 100 feet, for various gages of copper wire at 68◦F. Also given is the maximum allowable current for copper wire clad in the most common insulation
Source:
Gilbert M. Masters. “Renewable and Efficient Electric Power Systems”. Jhon Wiley & Sons, Inc., New Jersey. ISBN 0-471-28060-7. 2004
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Cargas residenciales o domiciliarias, dado que tienen el mismo comportamiento junto con las cargas comerciales son simuladas en Matlab/Simulink de MathWork Inc. y los resultados se muestran en el presente post. Se ha considerado un tiempo de simulación de 72 horas, para el cual se ha cargado los datos de registro de ambos tipos de cargas. Sirve como parte de un sistema mucho más grande en que las cargas eléctricas son una parte de los equipos y elementos que lo constituyen. Estamos hablando de redes de distribución o también microredes. Uno de los problemas que se tiene a simular es calibrar el eje horizontal a la escala de tiempo de simulación, dado que Matlab/Simulink cuenta estados, esta cantidad de estados resueltos por las ecuaciones tiene que luego ser escalados al tiempo de simulación. Redes eléctricas, microredes y SmartGrid son las cosas que me interesan.
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La figura muestra el concepto de un sistema híbrido ac/dc donde varias fuentes y cargas ac y dc son conectadas a sus correspondientes redes ac y dc. Las redes ac y dc están conectadas a través de dos transformadores y conversores trifásicos ac/dc bidireccionales. Pueden observar la diversidad de micro fuentes que se está utilizando en la descripción de la microred, incluye los diferentes dispositivos de electrónica de potencia que sirven para adecuar la energía eléctrica desde fuentes y para cargas eléctricas. Hay vehículos eléctricos conectados a la microred. Los generadores eólicos tienen diferentes configuración de control (diferentes tipos de turbinas eólicas). Un grupo electrógeno diesel también se da, dado que estos grupos se consideran los que en último caso darán energía a la microred eléctrica en situaciones ya críticas pero a la vez rentables en lo posible en economía. Para todo esto se crea modelos matemáticos de cada elemento y luego se integran en un solo programa en que se puedan cambiar las condiciones de trabajo y analizar las variables de respuesta de lo que se desea estudiar. Yo lo hago en Matlab/Simulink para quienes deseen que les brinde el servicio de asesoramiento.
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En la presente entrada muestro el resultado de un proceso de simulación en Matlab/Simulink de una turbina de viento de 100 kW sobre la cual incide un perfil de velocidades recolectadas durante un período de tiempo de 24 horas. Pueden ver como es que el comportamiento de las diferentes variables tales como la corriente, la potencia, el coeficiente de potencia y el ángulo de ataque. En sí el perfil de velocidad es cada hora, pero bien se puede colocar un data recolecta de menor tiempo de toma de datos, eso haría una gráfica bastante aleatoria por lo que he tratado en esta vez de que se vea un tanto asequible y entendible. Lo que se puede hacer mediante modelos matemáticos construidos adecuadamente y procesos de simulación en software de alto nivel es amplio y poderoso, siempre y cuando se tenga la capacidad de evaluar los resultados bajo un adecuado nivel de crítica, conocimientos de ingeniería y de buscar siempre la perfección del modelo matemático.
PD: Por si acaso el modelo de turbina hecho en Matlab/Simulink está a la venta.
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Cualquier instalación de equipos de energía involucra en sí la realización de un proyecto que parte desde atender una necesidad energética o en todo caso proyectarse hacia una demanda energética por abastecerse. Una de las fuentes son las alternativas renovables, las que hay que considerar que son las turbinas eólicas, energía solar, etc. Estas tienen un costo inicial que en sí es una inversión que se cuenta en negativo, a partir de ahí el proyecto va recuperando su inversión en la medida que el costo de energía producida es menor al que se hubiera seguido usando la misma fuente energética. La figura muestra dos casos tanto para un usuario en baja tensión como en media tensión con valores asumidos, de implementación de paneles solares. Un usuario en baja tensión recupera mucho más rápido su inversión, pero al final del proyecto que viene a ser unos 15 años ambos están en ganancia. Recordar que los paneles solares los venden ahora con una garantía de 20 años y hasta de 25 años. Los modelo matemático y las curvas son hechas en Matlab de MathWork Inc.
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Buen día a todos los lectores de este blog y de mi Blog de Equipos y Máquinas en Establecimientos de Salud.
La presente es para comunicarles que he retomado la actividad de inspeccionar, revisar, diagnosticar los equipos, máquinas y demás componentes que hay en un sistema eléctrico, y además, lo que se tenga que ver con mantenimiento preventivo y correctivo. El mensaje es para toda la comunidad hispana hablante y también para quienes leen este blog a través del traductor. Estas actividades las hago yo mismo, en las que pongo mis conocimientos y experiencia.
Tableros eléctricos, equipos biomédicos, interruptores, banco de condensadores, circuitos de fuerza e iluminación, motores eléctricos, demás aparataje en baja tensión, cálculo y diseño de sistemas eléctricos de baja tensión para uso industrial y/o de hospitales.
La imagen es nuestro primer instrumento que estamos adquiriendo y a medida que las oportunidades laborales la iremos complementando según el mercado y complejidad de los estudios que se desea realizar. En cada equipo se le crea una ficha en que se detalla las características generales del equipo y el diagnóstico del mismo detallando la secuencia de acciones de medición, criterios de medición, valores de las mediciones y lo que fuera necesario para un buen diagnóstico; de manera semejante en los mantenimientos preventivos.
Un multímetro analógico tiene muchas ventajas, dado que es un mecanismo electrodinámico, tiene un factor de amortiguamiento y por lo tanto, me permite apreciar los cambios que existen en las variables medidas, estas variaciones por lo tanto, me hacen inferir como es el comportamiento de las variables del sistema eléctrico u otra variable que siempre buscan un set point – valor preestablecido.
Los interesados escribir a jorgemirez2002@gmail.com
Atte
Jorge Mïrez
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Las microredes son sistemas eléctricos con capacidades de hasta 10 MVA, lo cual para América Latina es una potencia apreciable, sin embargo, en los estándares mundiales 10 MVA es un pizca energética y para lo cual hay que estar ya desde la formación universitaria acostumbrados a realizar todos los cálculos posibles bajo lo que acarrea en equipamiento ese nivel de potencia. La figura muestra un esquema de configuración de microred de corriente continua – acá nada que ver con la absurda y nostálgica idea de la lucha entre AC y DC, esas cosas son arcaicas y quedaron en el pasado, dado que son las actuales necesidades energética y de distribución las que determinan las decisiones en el mercado eléctrico – podrán ver entre elementos entre baterías electroquímicas, super condensadores, celdas de combustible, cargas eléctricas y una conexión hacia la red eléctrica externa. Hay mucha electrónica de potencia?…. Pero sí y lo hay, y no es que se quiera decir que se necesitan muchos ingenieros electrónicos, se necesitan pero buenos, además, estos sistemas ya tienen cierta madurez y son de fabricación masiva y lo bueno es que tienen todas las herramientas para una operación inteligente, así que evitaremos que las empresas nos vengan con el cuentito de que necesitan mantenimiento cada cierto tiempo – cosa que suele suceder es falso y en algunos equipos bastante absurdo – dado el reporte con que suplen con información al controlador central de la microred. Microredes y sus componentes es lo que ahora investigo mediante modelamiento matemático y simulaciones numéricas con Matlab/Simulink…
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Dentro de las posibilidades de cómo distribuir la energía eléctrica esta el de la corriente continua, sea de la manera de usar convertidores de potencia AC/DC y DC/AC para lograr disponerla de manera adecuada para el uso final, o a un nivel de voltaje bajo que permita alimentar directamente a las cargas eléctricas las cuales están configuradas para usarlas directamente sin conversión hacia otro nivel de voltaje. La figura muestra uno de estos últimos ejemplos, en el que el potencial terrestre es el que sirve de referencia para la circulación de la energía eléctrica, bajo la forma de un diagrama esquemático que permite visualizar la fuente que suple de energía eléctrica y las cargas eléctricas entre iluminación, equipos electrodomésticos y ventiladores mecánicos usados para confort humano.
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Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
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Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.
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Enlace Parte 1: https://youtu.be/4k7BPpdO_H0
Enlace Parte 2: https://youtu.be/St4dRPdZG_k
Comparto con Uds. la presente filmación de la conferencia organizada por la Rama Estudiantil de la IEEE – Sociedad de Potencia de la Universidad Nacional de Ingeniería en Lima, Perú, y con el agradecimiento de las personas todas desde antes hasta la fecha que hicieron posible esto…
Atte: Jorge Mírez – UNI – PERU
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TEMARIO:
Energías renovables
Concepto
Los tipos de energías renovables
Tecnologías en cada tipo
Modelamiento simulación de c/tecnología
Impacto en la sociedad
Impacto en la industria
Impacto en la universidad
Generación distribuida
Concepto
Esquemas de conexión eléctrica
Esquemas de control
Esquemas de gestión
Esquemas de optimización
Modelamiento y simulación c/caso
Microredes
Concepto
Esquemas generales
Modos de funcionamiento
Partes
Esquemas de conexión eléctrica
Esquemas de control
Esquemas de gestión
Esquemas de optimización
Microredes modelo en el mundo
MicroRed CEDER
Modelamiento y simulación de casos
Será una conferencia en la que podré hablar de lo que son las energías renovables, sus diferentes tecnologías, modelamiento y simulaciones de turbinas eólicas, paneles solares, baterías, concentradores cilíndricos parabólicos, turbinas submarinas, unidades de control de potencia y corriente, despacho, entre otras cosas. Luego la generación distribuida y las microredes, en la que hay diferentes modelos computacionales que se he hecho en Matlab/Simulink a mostrarles. Conversaremos de la importancia de las renovables y el reto que nos asume el poder conocer, comprender y aportar a este campo de la ingeniería con mucho interés en la industria. Experiencias tanto en Perú como en pasantías en el exterior serán compartidas en una reunión de aproximadamente dos horas y que con gusto estaré apto para responder preguntar e iniciar cooperación académica sea con las universidades o empresas. Sean bienvenidos a la Universidad Nacional de Ingeniería en Lima – PERU a quienes nos visiten de provincia y del exterior. La conferencia es libre y pueden asistir estudiantes, profesionales y público en general de cualquier instituto, universidad, centro de investigación y ciudad. Hay un enlace de inscripción y también para quienes deseen una certificación. Los costos de certificación serán para fortalecer las actividades de la Rama IEEE PES UNI con quienes tengo el agrado de que hayan organizado esta conferencia. Les esperamos !!
Jorge MIREZ
http://www.geocities.ws/jorgemirez
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Como producto del programa del Estado Peruano de implementación de energías renovables, las empresas privadas han hecho realidad dos centrales solares fotovoltaicas en la Región Arequipa, ubicada al norte de Tacna en donde existe una central solar fotovoltaica. Bueno, en si Arequipa se ha caracterizado de usar tecnología solar térmica para producción de agua caliente en domicilios, hoteles y centros de producción. El recurso solar es abundante en la zona sur del Perú y es algo que se debe aprovechar, además, la central solar produce en DC y son los inversores los que definen la calidad de la energía eléctrica que es inyectada a la red nacional. Además, hay que considerar que la producción desde renovables tiene prioridad en el despacho e inyección hacia el sistema nacional de electricidad operado por COES. Es mi deseo que las universidades locales estén involucradas en el diseño, transferencia de tecnología y operación de dichas centrales lo que conllevaría a una formación de capital humano no existente en el Perú y el que el Ministerio de Energía y Minas ni el Gobierno se les ocurrió que como parte de dichas construcciones se haga algo de transferencia de tecnología, se construya algunas cosas acá o se diseñen en las universidades… hemos sido simplemente unos malos compradores…
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Datos Generales
Good day. My full name is Jorge Luis MIREZ TARRILLO.
I am Peruvian and live in Lima, capital of Perú in South America.I am Mechanical Electrical Engineering, MSc Physics and Dr. Physics (title doctoral thesis: Control, Optimization, and Management of Microgrid Current Direct)
Too, actually job as Principal Professor in Faculty of Oil, Gas and Petrochemical Engineering of Universidad Nacional de Ingeniería (National University of Engineering) in Lima – PERU (Courses: Modern Physics, Differential Equations and Research's Methodology)
My subjects of my interest are control, signal processing, optimization, simulation, biomedical research, smart grid, microgrid, water.
I have experience in Matlab/Simulink programming, biomedical equipment, electrical systems, renewable energies, microgrids, saturated steam systems 100 psi and organizing academic events.
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