Archive for the ‘Fasor’ Category
Las HVDC tienen pocos años en el mercado eléctrico y los progresos tecnológicos realizados a lo largo de las últimas décadas han conlleva a un aumento de la fiabilidad como se muestra en el siguiente figura reportado por ABB:
Dada los beneficios que da la corriente continua, progresivamente se ha ido implementando líneas HVDC de cada vez mayor potencia y mayor nivel de tensión con el paso de los años. Cada incremento en la capacidad de potencia a transmitir y en el nivel de voltaje a trabajar es el producto del desarrollo de nuevos materiales, sistemas de control, sistemas de protección, análisis de información y evaluación del desempeño.
Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.
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En la figura tenemos un esquema de turbina eólica conectada mecánicamente a una caja de cambios (o de engranajes) y el generador eléctrico. Para ser un generador eléctrico síncrono debe tener un rotor bobinado para poder controlar el campo magnético de excitación que depende de la carga a través del torque electromagnético que es producto de su interacción con la carga.
Para cuando es generador síncronos pequeños, pues el rotor puede ser un imán permanente.
Pero cuando las potencias se incrementan es necesario el ingresar corriente continua. En la figura el ingreso se hace desde la excitatriz que es el elemento que regula la cantidad de corriente continua a ingresar, la corriente ingresa a través de las escobillas y anillos rozantes, la corriente fluye en el bobinado del rotor. Este tipo de inyección con corriente se hace hasta potencias medianas, porque a medida que se incrementa la potencia, la resistencia de contacto entre escobillas y los anillos rozantes, influye fuertemente, dado que a mayor potencia mayor corriente, entonces mayor disipación de calor y elevación de la temperatura de los anillos con el consiguiente desgaste del material… ya esto los fabricantes lo han previsto.
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La estabilidad de frecuencia de un sistema está íntegramente relacionada con la generación de potencia activa. La inestabilidad de la frecuencia se presenta al existir oscilaciones muy severas de la generación o de la demanda.
La generación eólica se genera a partir de la velocidad del viento, la cual es incontrolable y posee un gran nivel de variabilidad por lo cual se puede presentar un escenario en que existen velocidades de viento altas y minutos después velocidades de viento bajas. Esta incertidumbre se muestra en la siguiente figura:
Lo presentado es ejemplo de la gran variabilidad de la generación eólica, lo cual a primera instancia provocaría cierta reticencia a su introducción masiva al sistema, por temas de estabilidad de frecuencia de corto y largo plazo.
Sin embargo, existen estudios donde se ha comprobado que la variabilidad de los parques decrece entre mayor sea el número de unidades y mayor sea el área geográfica en que se ubiquen. Lo siguiente se presenta en la figura y tabla mostrados a continuacíón.
La tabla anterior indica las máximas variabilidades de generación eólica para distintas escalas de tiempo, y distintas regiones según área y número de parques. Esta table permite determinar que la variabilidad aumenta entre mayor sea la escala de tiempo, de variaciones menores al 10% para los minutos, hasta variaciones del 80% para 12 horas. Además se puede observar que entre más parques estén instalados en la zona, menores son las variaciones, esto se verifica comprobando las variaciones de las zonas de Irlanda y Alemania que son menores a las de EEUU debido al mayor número de parques dentro de las zonas de estudio.
Por último… lo expresado anteriormente permite dilucidar que el viento tendrá menor variabilidad entre menor sea la escala de tiempo, por ende para escala de tiempos de segundos ésta es prácticamente nula, lo cual implica que durante las simulaciones dínámicas se podrá suponer que la velocidad del viento se mantendrá constante.
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Las líneas HVDC causan interés en la comunidad científica, de ingenieria, en los gobiernos y empresas que ven en esta forma de transmisión de electricidad muchas ventajes técnicas y beneficios económicos. Os muestro dos diagramas breves en que se puede apreciar los criterios básicos para el cálculo de una línea de transmisión HVDC. Espero que les sirva. Saludos.
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Mucha suerte a Diana Núñez en República Dominicana, estudiante de Ingeniería Electromécanica, a quien con mucho agrado y dedicación hemos asesorado en el desarrollo de su proyecto de tesis durante varios meses.
Ella sustenta (defiende) su proyecto ante Jurado el día miércoles 04 de Mayo 2011 (por confirmar) en la sede Santiago de su universidad en República Dominicana.
La web de su universidad es: http://www.pucmm.edu.do/STI/Paginas/PortadaRsti.aspx
Mucha suerte Diana, estaré pendiente de los resultados… y éxitos en tu vida profesional.
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La inflencia del tercer armonónico en las señales de energía eléctrica es más que un dolor de cabeza cuando se presenta… por eso las empresas hacen las inversiones necesarias del caso para reducirlas al máximo o eliminarlas, numerosas tecnologías se tiene en el mercado implementada por numerosas empresas dedicadas a la mejora de la calidad eléctrica.
En esta entrada, partiendo de lo dicho en la entrada anterior, se ha agregado una señal que simula a la del tercer armonónico es decir, que tiene el triple de frecuencia de la fundamental y se muestran los resultados en las ventanas Scope respectivas. La forma de la onda tiene una apreciable distorción y de igual manera se puede agregar funciones adicionales que representen los otros armónicos de interés… de igual manera, partiendo de una señal se puede estudiar que armónicos están presentes ahi… esto ha sido implementado en Matlab/Simulink y sirve para visualizar mejor, dado que desde aca se puede hacer simulaciones de potencia y corriente para obtener visualmente como es que dichas variables se comportan.
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La figura ha sido hecha en base a una consulta de asesoramiento, pero dista mucho de lo real, es decir, hay que agregar muchas más cosas para que la simulación sea una aproximación de un generador real.
En la figura senoidal de arriba representa el ángulo de giro de una espira inmerca en un campo magnético constante, que viene a ser el ejemplo clásico a la introducción de lo que son máquinas eléctricas. En la figura senoidal inferior, representa el voltaje inducido en la espira y que se mide en los terminales con un voltímetro. Dicha señal de voltaje ofrece la particularidad de que es continua y de forma bien definida… es muy ideal, pero ya es un avance para quienes desean comprender mejor como funcionan esas ecuaciones y esto ha sido implementado en Matlab/Simulink…
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No es la versión hecha, pero da una muestra de la forma del voltaje inducido en una espira que gira dentro de un campo magnético constante. Esto se trata en la primera parte de los textos de Máquinas Eléctricas, en donde aún las cosas son bastante ideales para simplificar el cálculo y el entendimiento del tema. La gráfica y el diagrama mostrado son sólo referenciales de muestra, dado que se ha supuesto varias cosas en valor unitario, los cuales deben ajustarse y probarse para cada simulación en particular que se hace.
Esto se ha hecho utilizando las funciones de Simulink de Matlab mas algunas definidas por el usuario… que obviamente tienen que ver con las ecuaciones necesarias del modelo que se está estudiando.
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aca he hecho una simulación de un potencia compleja S = P + Q*i, donde S es la potencia apartente (VA), P es la potencia activa (W) y Q es la potencia reactiva (VAR). Había algunas preguntas sobre como graficar potencia eléctrica que tienen componentes activa y reactiva, esta es una de las muestras, lo otro es graficarlo de manera individual y mostrar su comportamiento en el tiempo. Para hacer estas graficas se ha hecho un especial tratamiento debido a que estamos trabajando con números complejos, la línea representa la trayectoria que sigue en el plano complejo según el ángulo de desfasaje generado por el factor de potencia y la amplitud de la potencia aparente.
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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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